Спутник Юпитера Европа производит 1000 тонн кислорода каждые 24 часа, чего достаточно, чтобы поддерживать дыхание миллиона людей в течение дня. Такую цифру подсчитала команда ученых из миссии НАСА «Юнона», и она значительно ниже большинства предыдущих оценок.
Данные были получены с помощью прибора JADE (Jovian Auroral Distributions Experiment) на борту «Юноны», который измерял выделение газов на поверхности поверхности спутника. Этот анализ показывает, что количество вырабатываемого кислорода составляет около 12 кг/с. Предыдущие оценки варьируются от нескольких кг до более 1000 кг/с.
Ученые полагают, что часть вырабатываемого таким образом кислорода может попасть в подземный океан спутника в качестве возможного источника метаболической энергии.
Производство кислорода на Европе
Европа — четвертая по величине из 95 известных спутников Юпитера и самая маленькая из четырех галилеевых спутников. Ученые считают, что под ледяной корой скрывается огромный внутренний океан жидкой соленой воды. И им интересно, могут ли здесь быть идеальные условия для поддержания жизни.
Однако не только вода привлекает внимание исследователей. Расположение Европы также играет важную роль в биологических возможностях. Ведь орбита спутника находится прямо в центре радиационных поясов Юпитера. Заряженные (или ионизированные) частицы Юпитера бомбардируют ледяную поверхность, разрушая молекулы воды и расщепляя их на водород и кислород, как показано на рисунке ниже.
Иллюстрация, показывающая, как заряженные частицы Юпитера ударяются о поверхность Европы, расщепляя молекулы замерзшей воды на молекулы кислорода и водорода.
«В некотором смысле весь ледяной панцирь постоянно разрушается волнами льющихся на него заряженных частиц«, — объяснил учёный Джейми Салай из Принстонского университета в Нью-Джерси, входящий в команду JADE.
Когда 29 сентября 2022 года «Юнона» пролетела над Европой в 354 километрах от ее поверхности, JADE идентифицировал и измерил ионы водорода и кислорода, которые были созданы в результате бомбардировки заряженными частицами, а затем «собраны» магнитным притяжением Юпитера, когда он проходил перед спутником.
Именно данные миссии НАСА «Галилео» позволили ученым предположить это сложное и динамичное взаимодействие между спутником Европа и окружающей средой. Миссия Galileo прибыла в систему Юпитера в 1995 году и завершилась падением на газовый гигант 21 сентября 2003 года.
Теперь миссия «Юнона» позволила напрямую измерить состав заряженных частиц, выбрасываемых из атмосферы Европы. Кроме того, наблюдения и данные, собранные JADE, позволили установить очень жесткое ограничение на количество кислорода, образующегося на ледяной поверхности Европы. До этого исследования состав атмосферы Европы никогда не подвергался прямому анализу. А полученные с помощью моделей оценки производства кислорода различались на несколько порядков.
Производство кислорода — один из многих аспектов, которые будет изучать миссия НАСА Europa Clipper, когда она прибудет на орбиту вокруг Юпитера в 2030 году. Зонд оснащен сложной полезной нагрузкой из девяти научных инструментов, чтобы определить, есть ли на Европе условия, подходящие для жизни.
С исследованием, опубликованным в журнале Nature Astronomy, можно ознакомиться здесь.
