تم التقاط هذا المنظر لقمر المشتري الجليدي أوروبا بواسطة جهاز تصوير JunoCam على متن مركبة جونو الفضائية التابعة لناسا في 29 سبتمبر 2022، أثناء التحليق القريب للمهمة. ستقوم المركبة الفضائية أوروبا كليبر التابعة للوكالة باستكشاف القمر أثناء دورانه حول كوكب المشتري. JPL-Caltech/SwRI/MSSS، Kevin M. Gill CC BY 3.0
ينتج قمر جوفيان المغطى بالجليد 1000 طن من الأكسجين كل 24 ساعة، وهو ما يكفي للتنفس يوميًا لمليون إنسان.
العلماء مع ناسااربح مهمة جونو يوم الخميس وحسبوا أن معدل الأكسجين المنتج على قمر المشتري أوروبا كان أقل بكثير من الدراسات السابقة. تم النشر في 4 مارس علم الفلك الطبيعيتم الحصول على النتائج عن طريق قياس انبعاث الهيدروجين من سطح القمر الجليدي باستخدام البيانات التي تم جمعها بواسطة أداة تجربة توزيع الشفق القطبي (JAD) الخاصة بالمركبة الفضائية.
ويقدر مؤلفو الورقة أن كمية الأكسجين المنتجة تبلغ حوالي 26 رطلاً (12 كيلوجرامًا في الثانية) كل ثانية. تتراوح التقديرات السابقة من بضعة جنيهات في الثانية إلى 2000 رطل في الثانية (أكثر من 1000 كيلوجرام في الثانية). ويعتقد العلماء أن بعض الأكسجين المنتج بهذه الطريقة قد يجد طريقه إلى المحيط الموجود على سطح القمر كمصدر محتمل للطاقة الأيضية.
إمكانات أوروبا للحياة
أوروبا هو رابع أكبر كوكب، حيث يبلغ قطره الاستوائي 1940 ميلاً (3100 كيلومتر). أقمار المشتري المعروفة 95 وأصغر أقمار الجليل الأربعة. يعتقد العلماء أن محيطًا داخليًا شاسعًا من المياه المالحة يكمن تحت قشرته الجليدية، وهم مفتونون بإمكانية وجود ظروف داعمة للحياة تحت السطح.
الماء ليس محور اهتمام علماء الفيزياء الفلكية الوحيد: فموقع أقمار المشتري يلعب أيضًا دورًا مهمًا في الاحتمالات البيولوجية. مدار أوروبا يضعه في منتصف الأحزمة الإشعاعية العملاقة للغاز. تقصف جزيئات المشتري المشحونة أو المتأينة السطح الجليدي، مما يؤدي إلى تقسيم جزيئات الماء إلى قسمين لتكوين الأكسجين، الذي يدخل محيط القمر.
تؤثر الجسيمات المشحونة القادمة من كوكب المشتري على سطح يوروبا، مما يؤدي إلى تقسيم جزيئات الماء المجمدة إلى جزيئات أكسجين وهيدروجين. ويعتقد العلماء أن بعضًا من غاز الأكسجين المتشكل حديثًا ربما يكون قد حرك سطح القمر نحو المحيط، كما هو موضح في الصورة الداخلية. مصدر الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/SWRI/PU
وقال جامي زالاي، عالم JADE: “أوروبا تفقد مياهها ببطء في تيار يتدفق مثل الغطاء الجليدي. باستثناء، في هذه الحالة، يكون التيار عبارة عن سائل من الجسيمات المتأينة حول كوكب المشتري بسبب مجاله المغناطيسي غير العادي”. جامعة برينستون في نيوجيرسي. “عندما تضرب هذه الجسيمات المتأينة أوروبا، فإنها تقوم بتكسير جزيء جليد الماء جزيئًا تلو الآخر على السطح لإنتاج الهيدروجين والأكسجين. وبطريقة ما، يتآكل الجليد بأكمله باستمرار بسبب موجات من الجزيئات المشحونة التي تغمره.
التقاط الانفجار
عندما حلقت جونو على مسافة 220 ميلاً (354 كيلومترًا) من أوروبا في 29 سبتمبر 2022 الساعة 2:36 مساءً بتوقيت المحيط الهادئ الصيفي، اكتشفت JADE وقاست أيونات الهيدروجين والأكسجين الناتجة عن الجسيمات المشحونة “التي التقطها” الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري. المجال يشبه مرور القمر.
“خلال ناسا جاليليو طارت المهمة عبر أوروبا، الأمر الذي فتح أعيننا على التفاعلات المعقدة والديناميكية التي تجريها أوروبا مع بيئتها. وقال سال: “لقد جلب جونو قدرة جديدة على القياس المباشر لتركيب الجسيمات المشحونة من الغلاف الجوي لأوروبا، ولا يمكننا الانتظار لإلقاء نظرة خاطفة على ما وراء كواليس هذا العالم المائي المذهل”. “لكن ما لم ندركه هو أن جونو إن الملاحظات حول كمية الأكسجين المنتجة على سطح يوروبا الجليدي ستمنحنا أكثر من ذلك بكثير. وتمنحنا تحكمًا محكمًا”.
تم تصميم Juno 11 لدراسة نظام المشتري باستخدام أدوات علمية متطورة، بما في ذلك تسعة أجهزة استشعار للجسيمات المشحونة والموجات الكهرومغناطيسية لدراسة الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري.
وقال سكوت بولتون، الباحث الرئيسي في أبحاث جنوب غرب جونو: “لقد بدأت قدرتنا على الطيران بالقرب من أقمار غاليليو الصناعية خلال مهمتنا الممتدة في معالجة مجال واسع من العلوم، بما في ذلك بعض الفرص الفريدة للمساهمة في التحقيق في قابلية أوروبا للسكن”. معهد. في سان أنطونيو. “لم ننته بعد. ولم تأت بعد المسابر الأولى للتحليق بالقرب من القمر وأقرب حلقة لكوكب المشتري والغلاف الجوي القطبي.
يعد إنتاج الأكسجين أحد الجوانب العديدة التي ستدرسها مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا عندما تصل إلى كوكب المشتري في ثلاثينيات القرن الحالي. تحتوي المهمة على تسع حمولات متطورة. الأجهزة العلمية لتحديد ما إذا كانت الظروف مناسبة للحياة في أوروبا.
الآن، وضع بولتون وبقية فريق مهمة جونو أنظارهم على عالم جوفيان آخر، وهو القمر آيو المزين بالبركان. وفي 9 أبريل، ستصل المركبة الفضائية إلى مسافة 10250 ميلًا (16500 كيلومترًا) من سطحها. ستضيف البيانات التي جمعتها جونو إلى النتائج التي توصلت إليها عمليات التحليق السابقة لآيو، بما في ذلك أقرب اقترابين لمسافة حوالي 932 ميلًا (1500 كيلومتر) في 30 ديسمبر 2023 و3 فبراير 2024.
ملحوظة: جي آر. صلاح، ف. أليجريني، ر.و. ايبرت، ف. باغنيل، س.ج. بولتون، س. فاطمي، ت.ج. ماكوماس، أ. بونتوني، ج. حامض، إتش دي. سميث، “إنتاج الأكسجين من تفكك سطح الجليد المائي في أوروبا” DF ستروبل، إس دي فانس، أ. فوربرجر وآر جيه ويلسون، 4 مارس 2024، علم الفلك الطبيعي.
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x
يدير مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، وهو قسم من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا، كاليفورنيا، مهمة جونو للباحث الرئيسي سكوت بولتون من معهد أبحاث الجنوب الغربي في سان أنطونيو. تعد جونو جزءًا من برنامج الحدود الجديدة التابع لناسا، والذي تتم إدارته لصالح مديرية المهام العلمية التابعة للوكالة في واشنطن في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، ألاباما. قامت وكالة الفضاء الإيطالية (ASI) بتمويل مخطط جوفيان للأشعة تحت الحمراء الشفقية. تقوم شركة لوكهيد مارتن في دنفر ببناء وتشغيل المكوك الفضائي.