الحياة على قمر المشتري؟ اكتشف ويب التابع لناسا مصدرًا للكربون على سطح أوروبا

يشير الكربون إلى بيئة مواتية للحياة في المحيطات تحت الأرض

لطالما نظر البشر إلى السماء ليلاً، وتساءلوا عن الحياة خارج الأرض. يعرف العلماء الآن أن العديد من الأماكن في نظامنا الشمسي يمكن أن تتمتع بظروف مناسبة للحياة. واحد منهم هو كوكب المشتريقمر أوروبا، عالم رائع يحتوي على محيط مالح تحت الأرض من الماء السائل، ربما ضعف ما تحتويه محيطات الأرض مجتمعة. ومع ذلك، لم يؤكد العلماء ما إذا كان محيط يوروبا يحتوي على مواد كيميائية أساسية بيولوجيا، وخاصة الكربون، وهو لبنة البناء العالمية للحياة كما نعرفها. الآن باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائيوجد علماء الفلك الكربون على سطح أوروبا، ومن المحتمل أن يكون مصدره هذا المحيط. يشير هذا الاكتشاف إلى وجود بيئة صالحة للسكن في محيط أوروبا.

التقطت كاميرا NIRCam (كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة) التابعة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا هذه الصورة لسطح قمر المشتري أوروبا. حدد ويب ثاني أكسيد الكربون الموجود على السطح الجليدي لأوروبا والذي من المحتمل أنه جاء من المحيط الموجود تحت سطح القمر. ولهذا الاكتشاف آثار مهمة على إمكانية السكن في المحيط الأوروبي. يظهر القمر باللون الأزرق في الغالب لأنه يكون أكثر سطوعًا في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء الأقصر. تتوافق السمات البيضاء مع التضاريس الفوضوية في بوويز ريجيو (يسار) وتارا ريجيو (في الوسط واليمين)، والتي تظهر زيادة في جليد ثاني أكسيد الكربون على السطح.
الاعتمادات: NASA، ESA، CSA، Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC)، Samantha K Trumbo (جامعة كورنيل)، Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC)، Alyssa Pagan (STScI)

اكتشف تلسكوب ويب الفضائي التابع لناسا مصدرًا للكربون على سطح قمر المشتري أوروبا

يعد قمر المشتري يوروبا واحدًا من العوالم القليلة في نظامنا الشمسي التي يمكن أن تدعم الظروف المناسبة للحياة. وأظهرت الأبحاث السابقة أنه يوجد تحت قشرته الجليدية محيط مالح من الماء السائل ذو قاع صخري. إلا أن علماء الكواكب لم يؤكدوا ما إذا كان هذا المحيط يحتوي على المواد الكيميائية الضرورية للحياة، وخاصة الكربون.

يستخدم علماء الفلك البيانات من ناساحدد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ثاني أكسيد الكربون في منطقة معينة من السطح الجليدي لأوروبا. ويشير التحليل إلى أن هذا الكربون جاء على الأرجح من المحيط تحت سطح الأرض ولم يتم توصيله عن طريق النيازك أو مصادر خارجية أخرى. علاوة على ذلك، تم ترسيبها على نطاق جيولوجي حديث. ولهذا الاكتشاف آثار مهمة على إمكانية السكن في المحيط الأوروبي.

“على الأرض، تحب الحياة التنوع الكيميائي: كلما زاد التنوع، كان ذلك أفضل. حياتنا مبنية على الكربون. وقال جيرونيمو فيلانويفا، من مركز جودارد لرحلات الفضاء، إن فهم كيمياء محيط يوروبا سيساعدنا في تحديد ما إذا كان معاديًا للحياة كما نعرفها، أو ما إذا كان يمكن أن يكون مكانًا جيدًا للحياة. من كتاب. من مقالتين مستقلتين تصف النتائج.

“نعتقد الآن أن لدينا أدلة رصدية على أن الكربون الذي نراه على سطح يوروبا يأتي من المحيط. وهذا ليس بالأمر التافه. وأضافت سامانثا ترومبو من جامعة كورنيل في إيثاكا بنيويورك، والمؤلفة الرئيسية للورقة الثانية التي تحلل هذه البيانات: “الكربون عنصر أساسي بيولوجيا”.

تخطط ناسا لإطلاق مركبتها الفضائية يوروبا كليبر، والتي ستقوم بالعشرات من الرحلات الجوية القريبة من أوروبا لمزيد من الدراسة حول ما إذا كان بإمكانها توفير الظروف المناسبة للحياة، في أكتوبر 2024.

يُظهر هذا الرسم خريطة سطحية لأوروبا باستخدام NIRCam (بالقرب من كاميرا الأشعة تحت الحمراء) على تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا في اللوحة الأولى وخرائط التركيب المستمدة من بيانات الأشعة تحت الحمراء NIRSpec/IFU (بالقرب من وحدة المجال التكاملي الطيفي) من Webb في اللوحات الثلاث التالية . في خرائط التركيب، تتوافق البيكسلات البيضاء مع ثاني أكسيد الكربون في المنطقة واسعة النطاق من التضاريس الفوضوية المضطربة المعروفة باسم تارا ريجيو (في الوسط واليمين)، مع تركيزات إضافية في أجزاء من منطقة بوويز ريجيو الفوضوية (يسار). تُظهر اللوحة الثانية والثالثة آثار ثاني أكسيد الكربون البلوري، بينما تشير اللوحة الرابعة إلى شكل معقد وغير متبلور من ثاني أكسيد الكربون.
الاعتمادات: NASA، ESA، CSA، Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC)، Samantha K Trumbo (جامعة كورنيل)، Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC)، Alyssa Pagan (STScI)

اتصال سطح المحيط

وجد ويب أن ثاني أكسيد الكربون يتواجد على سطح يوروبا بشكل أكبر في منطقة تسمى تارا ريجيو، وهي منطقة حديثة جيولوجيًا تتكون من تضاريس عادت إلى الظهور في الغالب والمعروفة باسم “تضاريس الفوضى”. كان الجليد السطحي مضطربًا وربما كان هناك تبادل للمواد بين المحيط تحت سطح الأرض والسطح الجليدي.

“الملاحظات السابقة ل تلسكوب هابل الفضائي أوضح ترامبو: “أظهر دليلاً على وجود ملح من أصل محيطي في تارا ريجيو”. “نرى الآن أن ثاني أكسيد الكربون يتركز أيضًا بشكل كبير هناك. نعتقد أن هذا يعني أن الكربون من المحتمل أن يكون أصله النهائي في المحيط الداخلي.

“يناقش العلماء مدى ارتباط محيط أوروبا بسطحه. قالت فيلانويفا: “أعتقد أن هذا السؤال كان دافعًا مهمًا لاستكشاف أوروبا”. “يشير هذا إلى أننا قد نكون قادرين على تعلم بعض الأشياء الأساسية حول تكوين المحيط حتى قبل أن نحفر الجليد للحصول على الصورة الكاملة.”

حدد كلا الفريقين ثاني أكسيد الكربون باستخدام بيانات من الوحدة الميدانية المتكاملة لمطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة من Webb (NIRSpec). يوفر وضع الأداة هذا أطيافًا بدقة 200 × 200 ميل (320 × 320 كيلومترًا) فوق سطح أوروبا، الذي يبلغ قطره 1944 ميلًا، مما يسمح لعلماء الفلك بتحديد مكان العثور على مواد كيميائية محددة.

ثاني أكسيد الكربون غير مستقر على سطح أوروبا. ولذلك، يعتقد العلماء أنه من المحتمل أن يكون قد تم توفيره على نطاق جيولوجي حديث – وهو الاستنتاج الذي تعززه تركزه في منطقة ذات تضاريس حديثة.

قالت هايدي هاميل من رابطة الجامعات لأبحاث علم الفلك، وهي عالمة متعددة التخصصات تقود الدورة الأولى من عمليات الرصد المضمونة للنظام الشمسي: “استغرقت هذه الملاحظات بضع دقائق فقط من وقت المرصد”. «وحتى في هذا الوقت القصير، تمكنا من إجراء بحث علمي كبير جدًا. يقدم هذا العمل لمحة أولى عن كل علوم النظام الشمسي المذهلة التي سنكون قادرين على القيام بها باستخدام ويب.

أبحث عن ريشة

بحث فريق فيلانويفا أيضًا عن دليل على وجود عمود من بخار الماء يتصاعد من سطح يوروبا. أبلغ الباحثون الذين يستخدمون تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا عن اكتشافات مبدئية للأعمدة في عامي 2013 و2016 و2016. 2017. ومع ذلك، كان من الصعب العثور على أدلة قاطعة.

لا تظهر بيانات ويب الجديدة أي دليل على نشاط العمود، مما سمح لفريق فيلانويفا بوضع حد أعلى صارم لمعدل المواد التي يحتمل أن يتم إخراجها. ومع ذلك، يؤكد الفريق أن عدم اكتشافهم لا يستبعد وجود عمود.

“من الممكن دائمًا أن تكون هذه الأعمدة متغيرة ولا يمكننا رؤيتها إلا في أوقات معينة. وقال هامل: “كل ما يمكننا قوله بيقين بنسبة 100٪ هو أننا لم نكتشف عمودًا في يوروبا عندما قمنا بهذه الملاحظات مع ويب”.

يمكن أن تساعد هذه النتائج في إعلام مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا، بالإضافة إلى بعثة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA).وكالة الفضاء الأوروبيةق) مستكشف أقمار المشتري الجليدية القادم (JUICE).

سيتم نشر كلا المقالتين في مجلة Science في 21 سبتمبر.

يعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أول مرصد لعلوم الفضاء في العالم. يحل ويب ألغاز نظامنا الشمسي، وينظر إلى ما وراء العوالم البعيدة حول نجوم أخرى، ويستكشف الهياكل والأصول الغامضة لكوننا ومكاننا فيه. ويب هو برنامج دولي تقوده وكالة ناسا مع شركائها ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.