Исследователи из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) провели ряд экспериментов, которые, возможно, прояснят причину неожиданно высокой концентрации перекиси водорода, зафиксированной космическим телескопом «Джеймс Уэбб» на поверхности спутника Юпитера, Европы».
Изначально считалось, что перекись водорода будет накапливаться в полярных областях Европы из-за наиболее низких там температур. Однако данные, полученные с телескопа «Джеймс Уэбб», демонстрируют, что в экваториальной области Тара Регио, характеризующейся более высокой температурой поверхности, концентрация этого вещества оказалась существенно больше, чем на полюсах. Данный факт долгое время оставался неразрешенной загадкой для исследователей.
Полученные результаты экспериментов навели ученых на мысль, что выявленные отклонения могут указывать на существование скрытого под ледяным слоем Европы океана, который, возможно, способен поддерживать существование организмов, адаптированных к экстремальным условиям.
Благодаря проведенным экспериментам удалось выяснить, как работает перекись водорода
Аспирант Университета Техаса в Сан-Антонио, Берекет Мамо, вдохновившись уникальными данными, полученными телескопом, предложил провести исследования для изучения этого явления. Проект получил поддержку NASA в рамках программы Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology.
Мамо и его коллеги из Центра лабораторной астрофизики и космических исследований (CLASSE) провели эксперименты, воспроизводящие условия, существующие на поверхности Европы. Для изучения процесса образования перекиси водорода, ученые поместили смесь водяного льда и углекислого газа (CO₂) в вакуумную камеру и облучили ее электронами.
Даже незначительное присутствие CO₂ в воде существенно повышает образование перекиси водорода, согласно полученным результатам. Этот факт позволяет объяснить, почему в европейских экваториальных регионах, где ранее зафиксированы повышенные концентрации CO₂, уровень перекиси водорода оказался больше прогнозируемого.
Исследование подледного океана сопряжено с рядом последствий, которые необходимо учитывать
Доктор Уджавал Раут, возглавлявший исследование, заявил, что предыдущие данные намекали на вероятное наличие подповерхностного океана на Европе. Если CO₂ действительно проникает через трещины в ледяной оболочке, это может указывать на химические процессы, при которых воздействие радиации на морскую воду приводит к образованию окислителей, в том числе перекиси водорода.
Ричард Картрайт, сотрудник Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и один из авторов исследования, отметил, что образование перекиси водорода и других окислителей на поверхности Европы играет ключевую роль в астробиологических исследованиях.
«По этой причине космический аппарат NASA Europa Clipper отправляется к Юпитеру для исследования этого ледяного спутника и определения возможности существования на нём жизни », — добавил он.
С течением времени, по мнению ученых, перекись водорода может проникать в подледный океан и взаимодействовать с восстановителями, поступающими со дна. Эти реакции способны высвобождать химическую энергию, которая, как предполагается, могла бы служить источником питания для микроорганизмов, не требующих солнечного света. На Земле подобные организмы классифицируются как экстремофилы.
«Наличие источника углерода, такого как подповерхностный океан, в сочетании с энергией, получаемой от магнитосферы, способствует формированию новых соединений, в том числе перекиси водорода и других органических веществ, содержащих химическую энергию », — уточнил доктор Бен Теолис, один из авторов исследования.
Данные, которые были получены, не только проясняют аномалии, выявленные «Джеймсом Уэббом», но и будут полезны при планировании будущих миссий, включая Europa Clipper и JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) Европейского космического агентства.
Исследование было опубликовано в журнале .