Ученые нашли объяснение загадочным данным телескопа «Джеймс Уэбб» о спутнике Юпитера Европе
Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) провели серию экспериментов, которые могут объяснить неожиданно высокую концентрацию перекиси водорода на поверхности спутника Юпитера Европы, обнаруженную космическим телескопом «Джеймс Уэбб».
Ранее предполагалось, что перекись водорода будет скапливаться в полярных регионах Европы, где температуры наиболее низкие. Однако наблюдения «Джеймса Уэбба» показали, что в экваториальной области Тара Регио, где поверхность теплее, концентрация этого вещества оказалась значительно выше, чем на полюсах. Это противоречие долгое время оставалось загадкой для ученых.
Новые эксперименты позволили исследователям предположить, что обнаруженные аномалии могут свидетельствовать о наличии под ледяной корой Европы подповерхностного океана, потенциально способного поддерживать экстремальные формы жизни.
Эксперименты помогли разгадать тайну перекиси водорода
Вдохновленные необычными данными телескопа, аспирант Университета Техаса в Сан-Антонио Берекет Мамо предложил провести эксперименты для изучения этого феномена. Его проект получил финансирование от NASA в рамках программы Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology.
Совместно с коллегами из Центра лабораторной астрофизики и космических исследований (CLASSE) Мамо провел эксперименты, имитирующие условия на поверхности Европы. Ученые поместили смесь водяного льда и углекислого газа (CO₂) в вакуумную камеру и подвергли ее воздействию электронов, чтобы изучить образование перекиси водорода.
Результаты показали, что даже небольшое количество CO₂ в воде значительно увеличивает выработку перекиси водорода. Это объясняет, почему в экваториальных районах Европы, где ранее были обнаружены повышенные уровни CO₂, концентрация перекиси оказалась выше, чем ожидалось.
Последствия для поиска жизни в подледном океане
Доктор Уджавал Раут, научный руководитель исследования, отметил, что предыдущие наблюдения указывали на возможное существование подповерхностного океана на Европе. Если CO₂ действительно просачивается через трещины в ледяной коре, это может свидетельствовать о химическом цикле, в ходе которого облучение морской воды приводит к образованию окислителей, включая перекись водорода.
Ричард Картрайт из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, соавтор исследования, подчеркнул, что синтез перекиси водорода и других окислителей на поверхности Европы имеет важное значение для астробиологии.
«Именно поэтому миссия NASA Europa Clipper направляется к системе Юпитера — чтобы изучить этот ледяной спутник и оценить его потенциальную обитаемость», — добавил он.
Ученые предполагают, что со временем перекись водорода может проникать в подледный океан, где вступает в реакцию с восстановителями, поступающими со дна. Такие реакции могут высвобождать химическую энергию, которую теоретически могли бы использовать микроорганизмы, не зависящие от солнечного света. На Земле подобные формы жизни известны как экстремофилы.
«Когда у вас есть источник углерода из недр, например, из подповерхностного океана, и энергия, поступающая от магнитосферы, это приводит к образованию новых соединений, включая перекись водорода и другие органические вещества, которые хранят химическую энергию», — пояснил доктор Бен Теолис, соавтор исследования.
Полученные данные не только объясняют аномалии, обнаруженные «Джеймсом Уэббом», но и помогут в подготовке будущих миссий, таких как Europa Clipper и JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) Европейского космического агентства.
Исследование было опубликовано в журнале .