Ученые объявили, что им удалось измерить, сколько молекулярного кислорода (кислорода, которым мы дышим на Земле) вероятно существует вокруг спутника Юпитера Европы. Хотя исследователи и раньше оценивали содержание кислорода на ледяной луне, команда говорит, что это первый раз, когда мы провели его прямое измерение. Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Короче говоря, результат не дотянул до довольно высоких предыдущих оценок. Может ли это означать, что Европа, которая, как полагают, скрывает под своей ледяной оболочкой огромный океан соленой воды, менее дружелюбна, чем мы надеялись, к возникновению жизни? Или, по крайней мере, к жизни, какой мы ее знаем? Ну, не обязательно, но дискуссия, безусловно, интересная и требует дальнейшего изучения.
Согласно исследованию, некоторые предыдущие оценки содержания кислорода на Европе были сделаны на основе выбросов атомарного кислорода, связанных с Луной. В отличие от молекулярного кислорода, который состоит из двух атомов кислорода, атомарный кислород состоит только из одного. Последним мы не можем дышать, но ученые, вероятно, полагали, что расшифровка того, сколько его существует вокруг Европы, наложит, по крайней мере, некоторые ограничения на то, сколько пригодного для дыхания кислорода в целом производит Луна.
Это рассуждение, в дополнение к нескольким другим анализам дистанционного наблюдения, действительно наложило некоторые ограничения на то, какая часть материала действительно связана с этим спутником Юпитера, но новое исследование нашло способ еще больше сузить эти предсказания. Исследователи достигли прямого измерения содержания кислорода на Европе благодаря зонду НАСА «Юнона» и небольшому количеству химии льда.
По сути, как объясняет команда в аннотации к исследованию, вполне возможно, что водно-ледяная оболочка Европы потенциально может подвергаться своего рода процессу расщепления воды. Существуют определенные реакции, которые могут превратить некоторые из молекул замороженной воды Европы в молекулярный водород (состоящий из двух атомов водорода) и молекулярный кислород. И если бы такие реакции действительно происходили, доказательством было бы наличие некоторых образовавшихся ионов кислорода и водорода вокруг Луны — ионов, поскольку они несли бы электрические заряды. Эта теория имела прочную основу, поскольку ученые знали, что орбитальная траектория Европы проходит через один из радиационных поясов Юпитера. В этом поясе есть множество заряженных частиц, которые могут воздействовать на поверхность Луны, потенциально вызывая процесс расщепления воды.
И действительно, в сентябре 2022 года, когда «Юнона» пролетела в пределах 354 километров от Европы, она смогла обнаружить доказательства такого расщепления воды, объясняет команда. Согласно заявлению НАСА, зонд обнаружил ионы водорода и кислорода, которые, по-видимому, были созданы в результате «бомбардировки заряженных частиц», а затем были «подхвачены» магнитным полем Юпитера, когда он проносился мимо Луны.
«Здесь мы сообщаем о прямых наблюдениях за поглощением ионов H2+ и O2+ в результате диссоциации поверхности водяного льда Европы и подтверждаем, что эти виды являются основными составляющими атмосферы», — говорится в исследовании.
Что касается некоторых цифр, ученые пришли к выводу, что атмосфера Луны каждую секунду генерирует 12 килограммов молекулярного кислорода в секунду. Предыдущие оценки, по их словам, варьируются от нескольких фунтов до около 900 килограммов в секунду).
«Когда миссия НАСА «Галилео» пролетела мимо Европы, она открыла нам глаза на сложное и динамичное взаимодействие Европы с окружающей средой. «Юнона» предоставила новую возможность напрямую измерять состав заряженных частиц, выбрасываемых из атмосферы Европы, и мы не могли дождаться чтобы еще больше заглянуть за завесу этого захватывающего водного мира», — заявил в своем заявлении ведущий автор исследования Джейми Салай из Принстонского университета, один из ученых-инструментаторов «Юноны». «Но чего мы не осознавали, так это того, что наблюдения «Юноны» дадут нам такие жесткие ограничения на количество кислорода, вырабатываемого на ледяной поверхности Европы».
Поскольку это значение оказалось ниже, чем предполагалось ранее, команда пишет в исследовании, что этот результат вводит «более узкий диапазон поддержки обитаемости в океане Европы». Беспокойство частично вызвано тем фактом, что этот метод добычи воды может быть способом, которым подземный оазис Европы получает кислород.
Но, как указывается в заявлении НАСА, есть и другой способ подумать об этом. «Покрытая льдом луна Юпитера каждые 24 часа генерирует 1000 тонн кислорода — этого достаточно, чтобы поддерживать дыхание миллиона людей в течение дня», — говорится в докладе. Тем не менее, будет ли жизнь, живущая на экзотической луне (даже если это жизнь в том виде, в каком мы ее знаем), иметь какие-то экзотические потребности в кислороде?
А что дальше? Команда сообщает, что они собираются препарировать еще один спутник Юпитера: Ио.
