Нове дослідження проливає світло на крижані океанські світи, такі як Європа Юпітера, зосереджуючись на новій термодинамічній концепції під назвою «Ценотектика». Ця концепція допомагає визначити умови, за яких рідка вода може залишатися стабільною в екстремальних умовах, пропонуючи зрозуміти їх придатність для життя та покращуючи дані космічних місій, таких як Europa Clipper NASA. Дослідження є спільним зусиллям, яке поєднує кріобіологію та планетологію з метою розшифрувати таємниці потенційно життєздатних океанських світів у нашій Сонячній системі.
Новаторські дослідження для Icy Worlds
Коли NASA Europa Clipper розпочинає свою історичну місію до крижаного супутника Юпітера Європи, доктор Метт Пауелл-Палм, професор кафедри машинобудування імені Дж. Майка Вокера ’66 Техаського університету A&M, опублікував новаторські дослідження, які можуть змінити наше розуміння крижаного океану по всій сонячній системі.
Опубліковане в Nature Communications у співавторстві з планетологом доктором Баптістом Журно з Університету Вашингтона, дослідження представляє нову термодинамічну концепцію під назвою «ценотектика». Ця концепція досліджує стабільність рідин в екстремальних умовах, надаючи суттєве уявлення про потенційну придатність для проживання крижаних супутників, таких як Європа.
Революція в пошуках житла
Дослідження крижаних океанських світів представляє новий рубіж у планетознавстві, зосереджуючись на розумінні потенціалу цих середовищ для підтримки життя. Дослідження Пауелл-Палма стосуються фундаментального питання в цій галузі: за яких умов рідка вода може залишатися стабільною на цих віддалених замерзлих тілах? Визначаючи та вимірюючи ценотектику, абсолютну найнижчу температуру, при якій рідина залишається стабільною за різних тисків і концентрацій, команда створює критичну основу для інтерпретації даних, отриманих від досліджень планет.
Це дослідження поєднує досвід Пауелл-Палма в кріобіології, зокрема низькотемпературну термодинаміку води, яка спочатку була зосереджена на медичних застосуваннях, таких як збереження органів для трансплантації, з досвідом Журно в планетарології та системах вода-лід під високим тиском. Разом вони розробили структуру, яка об’єднує дисципліни для вирішення одного з найцікавіших викликів планетознавства.
«З запуском NASA Europa Clipper, найбільшої місії з дослідження планет, ми вступаємо в багатодесятилітню еру дослідження холодних і крижаних океанських світів. Вимірювання цієї та інших місій покажуть нам глибину океану та його склад», — сказав Журно. «Лабораторні вимірювання стабільності рідини, і особливо найнижчої можливої температури (щойно визначеної ценотектики), у поєднанні з результатами місії, дозволять нам повністю обмежити, наскільки холодні та глибокі океани нашої Сонячної системи придатні для життя, а також якими є їхні кінцеві результати. Доля буде, коли супутники чи планети повністю охолонуть».
Техаська спадщина A&M інновацій у космічній науці
Дослідження проводилося в Texas A&M під керівництвом аспіранта машинобудування Аріана Зарріза. Робота відображає глибокий досвід Texas A&M у системах вода-лід і традиції передового досвіду в космічних дослідженнях, які охоплюють кілька дисциплін. Завдяки нещодавньому прориву Техаського космічного інституту A&M університет готовий відігравати ще більшу роль у дослідженні космосу, забезпечуючи інтелектуальне лідерство для місій, які розширюють межі людських знань.
«Дослідження крижаних світів є особливим пріоритетом як для NASA, так і для Європейського космічного агентства, про що свідчить шквал останніх і майбутніх запусків космічних апаратів», — сказав Пауелл-Палм. «Ми сподіваємося, що Texas A&M допоможе забезпечити інтелектуальне лідерство в цьому просторі».
Майбутнє дослідження космосу
Оскільки місії з дослідження планет, наприклад ті, що спрямовані на крижані супутники, продовжують розширювати наше розуміння Сонячної системи, дослідники Texas A&M і не тільки готуються проаналізувати величезну кількість даних, які вони нададуть. Поєднуючи експериментальні дослідження, подібні до тих, що проводили Пауелл-Палм і Журно, з результатами цих місій, вчені прагнуть розкрити таємниці холодних океанічних світів і оцінити їхній потенціал для життя.