اکسیژن «اروپا» کمتر از حد تصور است

به نقل از ناسا، یافته‌های این پژوهش جدید با اندازه‌گیری میزان خروج گاز هیدروژن از سطح یخی قمر اروپا و همچنین با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط دستگاه «آزمایش توزیع شفق مشتری»(JADE) فضاپیمای جونو به دست آمدند.

پژوهشگران این پروژه، میزان اکسیژن تولید شده را حدود ۱۲ کیلوگرم در ثانیه تخمین زده‌اند. تخمین‌های پیشین از چند پوند تا بیش از ۲۰۰۰ پوند در ثانیه معادل بیش از ۱۰۰۰ کیلوگرم در ثانیه متغیر بودند. پژوهشگران باور دارند که مقداری از اکسیژن تولید شده به این روش احتمالا به اقیانوس زیر سطح قمر اروپا وارد می‌شود.

قمر اروپا با قطر استوایی ۳۱۰۰ کیلومتر، چهارمین قمر بزرگ مشتری از ۹۵ قمر شناخته‌ شده آن و کوچک‌ترین قمر از چهار «قمر گالیله‌ای»(Galilean satellite) آن است. دانشمندان بر این باورند که اقیانوس داخلی وسیعی از آب شور در زیر پوسته یخی اروپا نهفته است و آنها کنجکاو هستند که بدانند آیا شرایط کافی برای پشتیبانی از حیات زیر سطح آن وجود دارد یا خیر.

این فقط آب نیست که توجه اخترزیست‌شناسان را به خود جلب کرده، بلکه موقعیت قمر اروپا که نقش مهمی در احتمالات بیولوژیکی دارد نیز مورد توجه آنها واقع شده است. مدار اروپا آن را درست در میان کمربند تشعشعی غول گازی مشتری قرار می‌دهد. ذرات باردار یا یونیزه‌شده پرتاب‌شده از مشتری، روی سطح یخی اروپا فرود می‌آیند و مولکول‌های آب را به دو نیم می‌کنند تا اکسیژن تولید شود و این اکسیژن ممکن است راه خود را به اقیانوس زیر سطح قمر پیدا کند.

«یامی سالای»(Jamey Szalay) دانشمند «دانشگاه پرینستون»(Princeton University) گفت: اروپا مانند یک توپ یخی است که به آرامی آب را از دست می‌دهد. در این مورد، این یک جریان سیال از ذرات یونیزه‌شده است که توسط میدان مغناطیسی خارق‌العاده مشتری به دور غول گازی می‌چرخد. هنگامی که این ذرات یونیزه‌شده به قمر اروپا برخورد می‌کنند، مولکول آب/یخ را روی سطح تجزیه می‌کنند و هیدروژن و اکسیژن را انتشار می‌دهند. به نوعی، کل پوسته یخی اروپا به طور مداوم توسط امواجی از ذرات باردار که روی آن فرو می‌ریزند، دچار فرسایش می‌شود.

هنگام پرواز کردن فضاپیمای جونو در ۲۹ سپتامبر سال ۲۰۲۲ در فاصله ۳۵۴ کیلومتری قمر اروپا، دستگاه JADE توانست یون‌های هیدروژن و اکسیژن حاصل از بمباران ذرات باردار را شناسایی و اندازه‌گیری کند.

سالای گفت: زمانی که «ماموریت گالیله»(Galileo mission) ناسا از کنار قمر اروپا به پرواز درآمد، چشمان ما را به تعامل پیچیده و پویای آن با محیط خود باز کرد. فضاپیمای جونو قابلیت جدیدی را برای اندازه‌گیری مستقیم ترکیب ذرات باردار فروریخته روی جو اروپا به ارمغان آورد و ما برای بررسی بیشتر پشت پرده این دنیای آبی‌رنگ، هیجان‌زده بودیم.

جونو دارای ۱۱ تجهیزات علمی پیشرفته از جمله ۹ حسگر ذره باردار و موج الکترومغناطیسی برای بررسی مگنتوسفر مشتری است که برای مطالعه کردن منظومه مشتری طراحی شده‌اند.

«اسکات بولتون»(Scott Bolton) دانشمند «موسسه تحقیقات جنوب غربی»(SwRI) و پژوهشگر ارشد پروژه جونو گفت: توانایی ما برای پرواز از نزدیکی قمرهای گالیله‌ای در طول این ماموریت طولانی‌، به ما امکان داد که دست به کار شویم تا گستره‌ای از علم را برای مشارکت در بررسی قابلیت سکونت قمر اروپا به کار بگیریم. کار ما هنوز تمام نشده است و پروازهای بیشتری به قمر اروپا در راه هستند.

تولید اکسیژن یکی از جنبه‌هایی است که ماموریت «اروپا کلیپر»(Europa Clipper) ناسا نیز هنگام رسیدن به مشتری در سال ۲۰۳۰ بررسی خواهد کرد. این ماموریت دارای یک محموله پیچیده‌ متشکل از ۹ ابزار علمی است تا تعیین کند که آیا اروپا شرایط پشتیبانی از حیات را دارد.

اکنون بولتون و سایر اعضای گروه ماموریت جونو در حال بررسی کردن جهان دیگری از منظومه مشتری هستند که قمر آتشفشانی «آیو»(Io) است. فضاپیمای جونو در ۹ آوریل به فاصله حدود ۱۶۵۰۰ کیلومتری سطح آیو خواهد رسید. داده‌هایی که جونو جمع‌آوری می‌کند، به یافته‌های مربوط به پروازهای گذشته از نزدیک آیو اضافه خواهند شد؛ از جمله دو پرواز بسیار نزدیک از فاصله ۱۵۰۰ کیلومتری آن در روزهای ۳۰ دسامبر ۲۰۲۳ و سوم فوریه ۲۰۲۴.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.