Космічний апарат Juno вимірює виробництво кисню на супутнику Юпітера

Космічний корабель НАСА «Юнона» надав важливі дані про заряджені частинки в атмосфері Європи, відкривши уявлення про її потенціал для підтримки життя. Це дослідження, що включає вимірювання на місці кисню та водню, дає нове розуміння екологічних умов Європи та придатності для життя її підповерхневого океану.

Космічний корабель NASA Juno безпосередньо виміряв заряджені молекули кисню та водню в атмосфері одного з найбільших супутників Юпітера, Європи. Згідно з новим дослідженням, співавторами якого є вчені SwRI та очолювані Прінстонським університетом, ці спостереження є ключовими обмеженнями для потенційного насичення киснем його підповерхневого океану.

«Ці висновки мають прямий вплив на потенційну придатність Європи для проживання», — сказав головний дослідник Juno доктор Скотт Болтон з SwRI, співавтор дослідження. «Це дослідження забезпечує перше пряме вимірювання компонентів води в атмосфері Європи на місці, що дає нам вузький діапазон, який може підтримувати придатність для життя».

Проліт Юнони до Європи

У 2022 році «Юнона» завершила обліт Європи, наблизившись до Місяця на 352 кілометри. Розроблений SwRI інструмент Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) на борту Juno виявив значну кількість зарядженого молекулярного кисню та водню, втрачених з атмосфери.

«Вперше ми змогли остаточно виявити водень і кисень за допомогою вимірювань на місці та додатково підтвердити, що атмосфера Європи складається переважно з молекул водню та кисню», — сказав науковий співробітник SwRI та співавтор доктор Роберт Еберт. .

Вважається, що джерелом цих молекул є водяний лід на поверхні Європи. Нестримне випромінювання Юпітера розриває молекулярні зв’язки H ₂ O, залишаючи позаду кисень і водень. Важчі молекули кисню залишаються більш обмеженими на поверхні або в приземній атмосфері, тоді як легший водень переважно виходить в атмосферу та за її межі. Кисень, що утворюється в льоду, втрачається з атмосфери та/або накопичується на поверхні. Кисень, який утримується в льоду Європи, може пройти шлях до її підповерхневого океану як можливе джерело метаболічної енергії.

Виробництво кисню в Європі та наслідки

«Крижаний панцир Європи поглинає радіацію, захищаючи океан під ним. Це поглинання також виробляє кисень всередині льоду, тому в певному сенсі крижаний панцир діє як легені Європи, забезпечуючи потенційне джерело кисню для океану», – сказав науковий співробітник Прінстонського університету д-р Джеймі Салей, провідний автор дослідження. «Ми наклали вузькі обмеження на загальне виробництво кисню в Європі, яке зараз становить близько 12 кг на секунду. До Juno попередні оцінки коливалися від кількох кг на секунду до понад 1000 кг на секунду. Отримані дані однозначно показують, що на поверхні постійно виробляється кисень, трохи менше, ніж ми очікували».

«Ми розробили JADE для вимірювання заряджених частинок, які створюють полярні сяйва Юпітера», — сказав науковий співробітник SwRI та співавтор доктор Фредерік Аллегріні. «Обльоти Європи не були частиною основної місії Juno. JADE розроблено для роботи в середовищі з високим рівнем радіації, але не обов’язково в середовищі Європи, яка постійно зазнає високого рівня радіації. Незважаючи на це, інструмент працював чудово».

Нові вимірювання сприяють кращому розумінню Європи та її навколишнього середовища, відкривають двері для нових, більш точних моделей. Наприклад, нова оцінка того, скільки кисню виробляється на поверхні Європи, могла б стати основою для майбутніх досліджень, пов’язаних з її підповерхневим океаном і потенційною придатністю для проживання. Оскільки ці спостереження забезпечують перші вимірювання складу заряджених частинок в околицях Європи, вони відкривають важливе нове вікно в складну взаємодію супутників із навколишнім середовищем.

«Європа — захоплюючий об’єкт, оскільки вчені впевнені, що в її надрах існує рідкий океан», — сказав Еберт. «Вода важлива для існування життя, її можна знайти в об’єктах із різними характеристиками або на них. Європа — гарне місце для пошуку води в нашій Сонячній системі».