Webbův teleskop našel zdroj uhlíku na povrchu Jupiterova měsíce Europa

Jupiterův měsíc Europa je jedním z mála světů ve Sluneční soustavě, které by mohly potenciálně hostit podmínky vhodné pro život. Předchozí výzkum ukázal, že pod jeho vodním ledem leží slaný oceán kapalné vody se skalnatým mořským dnem. Planetární vědci však zatím nepotvrdili, zda tento oceán obsahuje chemikálie potřebné pro život, zejména uhlík.

Astronomové využívající data z vesmírného teleskopu James Webb Space Telescope (JWST) identifikovali oxid uhličitý ve specifické oblasti na ledovém povrchu Europy. Analýza ukazuje, že tento uhlík pravděpodobně pochází z podpovrchového oceánu a nebyl dodán meteority nebo jinými vnějšími zdroji. Navíc byl uložen v geologicky nedávné době. Tento objev má důležité důsledky pro potenciální obyvatelnost oceánu na Europě.

„Na Zemi má život rád chemickou rozmanitost – čím více rozmanitosti, tím lépe. Jsme život založený na uhlíku. Pochopení chemie oceánu na Europě nám pomůže určit, zda je nepřátelský k životu, jak ho známe, nebo zda by mohl být dobrým místem pro život,“ řekl Geronimo Villanueva z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu ve státě Maryland, hlavní autor jednoho ze dvou nezávislých článků popisujících toto zjištění. „Nyní si myslíme, že máme pozorovací důkazy, že uhlík, který vidíme na povrchu Evropy, pochází z oceánu. To není triviální věc. Uhlík je biologicky nezbytný prvek,“ dodala Samantha Trumbová z Cornell University v Ithace v New Yorku, hlavní autorka druhého článku analyzujícího zjištěná data.

Popis k obrázku vpravo: Tato grafika ukazuje na prvním panelu mapu povrchu Europy z přístroje NIRCam (Near Infrared Camera) na vesmírném dalekohledu Jamese Webba a kompozitní mapy odvozené z dat Webbova přístroje NIRSpec/IFU (Near Infrared Spectrograph's Integral Field Unit) na následujících třech panelech. Na kompozitních mapách odpovídají bílé pixely oxidu uhličitému v rozsáhlé oblasti narušeného chaotického terénu známého jako Tara Regio (uprostřed a vpravo), s dalšími koncentracemi v částech oblasti chaosu Powys Regio (vlevo). Druhý a třetí panel ukazuje přítomnost krystalického oxidu uhličitého, zatímco čtvrtý panel ukazuje složitou amorfní formu oxidu uhličitého.

NASA plánuje vypustit kosmickou sondu Europa Clipper, která provede desítky blízkých průletů kolem Europy, aby dále prozkoumala, zda by mohla mít podmínky vhodné pro život. Start je naplánován na říjen 2024.

Spojení povrch-oceán
Webbův teleskop zjistil, že na povrchu Europy je oxid uhličitý nejhojnější v oblasti zvané Tara Regio – geologicky mladé oblasti obecně obnoveného terénu známého jako „terén chaosu“. Povrchový led byl narušen a pravděpodobně došlo k výměně materiálu mezi podpovrchovým oceánem a ledovým povrchem.

„Předchozí pozorování z Hubbleova vesmírného dalekohledu HST přinesly důkazy o soli pocházející z oceánu v Tara Regio,“ vysvětlila Samantha Trumbová „Nyní vidíme, že oxid uhličitý je silně koncentrován i tam.“ Myslíme si, že to znamená, že uhlík má pravděpodobně svůj konečný původ ve vnitřním oceánu.

„Vědci diskutují o tom, jak moc je oceán na Europě spojen s jeho povrchem. Myslím, že tato otázka byla velkým hnacím motorem průzkumu Europy,“ řekl Villanueva. „To naznačuje, že bychom se mohli dozvědět některé základní věci o složení oceánu ještě předtím, než se provrtáme ledem, abychom získali úplný obrázek.“

Oba týmy identifikovaly oxid uhličitý pomocí dat ze spektrografu Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec). Tento přístroj poskytuje spektra s rozlišením 320 x 320 kilometrů na povrchu Europy, která má průměr 3 138 kilometrů, což astronomům umožňuje určit, kde se nacházejí konkrétní chemikálie.

Oxid uhličitý není na povrchu Europy stabilní. Vědci proto tvrdí, že je pravděpodobné, že byl dodán v geologicky nedávném časovém horizontu – což je závěr podpořený jeho koncentrací v oblasti mladého terénu.

„Tato pozorování trvala jen několik minut pozorovacího času observatoře,“ řekla Heidi Hammelová z Asociace univerzit pro výzkum v astronomii. „I za tak krátkou dobu jsme byli schopni udělat opravdu velkou vědu. Tato práce dává první náznak celé úžasné vědy o Sluneční soustavě, kterou budeme moci dělat s Webbovým teleskopem.“

Hledání výtrysků
Villanuevův tým také hledal důkazy o oblaku vodní páry vycházející z povrchu Europy. Výzkumníci pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu HST ohlásili předběžné detekce oblaků v letech 2013, 2016 a 2017. Najít definitivní důkaz však bylo obtížné.

Nová data z Webbova teleskopu neukazují žádné známky aktivity této vodní „vlečky“, což Villanuevovu týmu umožnilo stanovit přísný horní limit pro rychlost potenciálně vyvrhovaného materiálu. Tým ale zdůraznil, že jejich neodhalení nevylučuje přítomnost výtrysku.

„Vždy existuje možnost, že tyto chocholy jsou proměnlivé a že je můžete vidět pouze v určitých obdobích. Vše, co můžeme říci se 100% jistotou, je, že jsme na Europě nezjistili oblak, když jsme tato pozorování s teleskopem JWST provedli,“ řekla Hammelová.

Tato zjištění mohou pomoci informovat NASA před misí Europa Clipper, a také o nadcházejícím průzkumu sondy Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) vypuštěné ESA (Evropskou vesmírnou agenturou).

Tyto dva články byly publikovány v Science 21. září 2023.

Zdroj: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-finds-carbon-source-on-surface-of-jupiter-s-moon-europa a https://scitechdaily.com/life-on-jupiters-moon-nasas-webb-finds-carbon-source-on-surface-of-europa/

autor: František Martinek