Od początków istnienia cywilizacji ludzie spoglądali w niebo z fascynacją i zastanawiali się, czy jesteśmy sami we wszechświecie. Choć ten dylemat pozostaje nierozwiązany, najnowsze badania przy użyciu Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba dostarczają nam wyjątkowo cennych informacji na temat jednego z najbardziej obiecujących miejsc w kontekście poszukiwania życia w naszym układzie słonecznym.
Europa, jeden z kilkudziesięciu księżyców orbitujących wokół Jowisza, od dawna jest obiektem fascynacji naukowców. Wielu badaczy uważa, że ten lodowy świat może skrywać tajemnice życia poza Ziemią. Co czyni Europę tak interesującą? Kluczem jest jej podpowierzchniowy, słony ocean wodny – prawdopodobnie dwa razy większy niż wszystkie oceany na Ziemi razem wzięte. Póki co, naukowcy nie potwierdzili, czy ocean Europy zawiera chemiczne związki niezbędne dla życia jakie znamy, zwłaszcza węgiel, uniwersalny budulec życia. Jednak najnowsze badania prowadzone przez zespół astronomów przy użyciu Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba dostarczają nam kluczowych informacji na temat składu chemicznego Europy. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że naukowcy odkryli obecność wspomnianego przed chwilą węgla na powierzchni jowiszowego księżyca. Jest więc prawdopodobne, że ten węgiel pochodzi właśnie z podpowierzchniowego oceanu. A to może być kluczem do zrozumienia potencjału Europy jako miejsca, które może wspierać życie.
Najnowsze filmy
Odkrycie dwutlenku węgla na powierzchni Europy przez Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba to odkrycie przełomowe z kilku powodów. Po pierwsze, pozwala naukowcom potwierdzić teorie, które wcześniej sugerowały, że pod lodową powierzchnią Europy istnieje aktywny chemicznie ocean. Po drugie, obecność węgla sugeruje, że ten ocean może być bardziej złożony chemicznie niż wcześniej sądzono.
Zespół badawczy, pod kierownictwem Geronimo Villanuevy z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda należącego do NASA, wskazał, że obecność węgla na powierzchni może sugerować, że ocean podpowierzchniowy Europy jest bogaty w związki chemiczne, które są niezbędne dla życia.
Źródło: NASA
Co ciekawe, region o nazwie Tara Regio, który jest uważany za geologicznie młody obszar, okazał się być miejscem o największym stężeniu dwutlenku węgla. To wskazuje, że procesy geologiczne, takie jak wulkanizm lub aktywność hydrotermalna, mogą odgrywać ważną rolę w dostarczaniu tych związków chemicznych na powierzchnię.
Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba, który stał się w pewnym sensie następcą wysłużonego już Teleskopu Hubble’a, został zaprojektowany z myślą o prowadzeniu obserwacji w podczerwieni najodleglejszych zakątków kosmosu. Jednak dzięki jego wszechstronnym instrumentom, naukowcy mogą badać również obiekty w naszym własnym układzie słonecznym z niedostępną wcześniej precyzją.
W przypadku Europy kluczem była zdolność teleskopu do identyfikacji składników chemicznych na powierzchni księżyca. Za pomocą spektrografu bliskiej podczerwieni (NIRSpec), naukowcy byli w stanie zbadać światło odbite od powierzchni Europy i zidentyfikować charakterystyczne „sygnatury” różnych związków chemicznych, w tym dwutlenku węgla.
NIRSpec działa w zakresie długości fal od sześciu dziesiątych do pięciu mikronów i służy do analiz widma obserwowanych obiektów. Analiza widma może powiedzieć nam wiele o jego właściwościach fizycznych, w tym o temperaturze, masie czy składzie chemicznym. Wiele sygnałów obiektów, które bada Webb, takich jak pierwsze galaktyki, które powstały po Wielkim Wybuchu, są tak słabe, że nawet ogromne lustro Webba musi wpatrywać się w nie przez setki godzin, aby zebrać wystarczającą ilość światła. NIRSpec został zaprojektowany tak, aby możliwe było jednoczesne prowadzenie obserwacji aż do stu obiektów. Aby było to w ogóle możliwe, opracowany został specjalny system mikroprzesłon, dzięki czemu można kontrolować, w jaki sposób światło wpada do spektrografu. Komórki mikro spustowe, każda o szerokości niewiele większej niż ludzki włos, mogą być sterowane indywidualnie. Dzięki czemu możliwe jest ich otwieranie lub zamykanie w celu obserwacji lub blokowania obrazu danego wycinka nieba.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Wracając jednak do samego odkrycia, jakie jest znaczenie? Co węgiel może powiedzieć nam na temat tego odległego księżyca?
Otóż odkrycie węgla na Europie ma ogromne znaczenie dla potencjału przyszłych misji załogowych. Węgiel jest podstawowym budulcem życia na Ziemi, a jego obecność na innych ciałach niebieskich może sugerować, że istnieją tam warunki sprzyjające życiu. Być może zamiast myśleć o wysyłaniu astronautów i budowaniu baz na przykład na Marsie, lepszym pomysłem będzie skierowanie swoich wysiłków w kierunku Europy.
Jednak obecność węgla sama w sobie nie gwarantuje życia. Kluczowym czynnikiem jest sposób, w jaki węgiel jest dostarczany i czy istnieją odpowiednie warunki do jego wykorzystania przez potencjalne formy życia. W przypadku Europy istnieje duże prawdopodobieństwo na to, że pochodzi on bezpośrednio z oceanu pod powierzchnią, a nie z zewnętrznych źródeł, takich jak meteoryty.
Źródło: Geronimo Villanueva (NASA/GSFC), Samantha Trumbo (Cornell Univ.), NASA, ESA, CSA. Image processing: Geronimo Villanueva (NASA/GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Choć Europa przyciąga uwagę jako jeden z głównych kandydatów na potencjalne miejsce życia w naszym układzie słonecznym, nie jest ona jedyna. Inne księżyce, takie jak Enceladus czy Tytan, również budzą zainteresowanie naukowców i mogą posiadać składniki chemiczne niezbędne aby to życie wspierać. Ogólnie można powiedzieć, że naukowcy są coraz bardziej przekonani, że aby znaleźć życie poza Ziemią, nie musimy wcale szukać go na odległych egzoplanetach, ale możemy je znaleźć tuż obok nas, w naszym własnym układzie słonecznym.
Wraz z dalszymi postępami w technologii i planowanymi misjami do Europy, takimi jak „Europa Clipper” od NASA czy „Jupiter Icy Moons Explorer” realizowana przez Europejską Agencję Kosmiczną, nasza wiedza o tym wyjątkowym obiekcie będzie rozwijać coraz szybciej. W ciągu najbliższej dekady możemy dowiedzieć się znacznie więcej o tym, co kryje się pod jej lodową powierzchnią i być może zbliżymy się do odpowiedzi na pytanie, czy faktycznie w jej oceanach może istnieć życie.
Eksploracja Europy nie jest zadaniem łatwym. Gruba, lodowa skorupa księżyca, która skrywa tajemniczy podpowierzchniowy ocean, stanowi poważne wyzwanie dla misji sond kosmicznych. Nie tylko muszą one być w stanie funkcjonować w ekstremalnie niskich temperaturach, ale również posiadać technologię zdolną do penetracji lodu i dostarczenia informacji o tym, co kryje się poniżej.
Dyskusje na temat ewentualnego wiercenia w lodzie Europy, aby dotrzeć do jej oceanów, są cały czas tematem nad, którym wciąż dywaguje wielu naukowców. Niestety technologia wymagana do tego przedsięwzięcia jest nadal w fazie rozwoju i wymaga znacznych inwestycji zarówno czasu jak i pieniędzy.
Na koniec jeszcze parę słów na temat samego księżyca. Europa to Czwarty co do wielkości po Ganimedesie, Kalisto i Io księżyc, Jowisza z grupy księżyców galileuszowych i szósty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym.
Jego odkrycie przypisywane jest Galileuszowi, który podczas obserwacji Jowisza skonstruowaną przez siebie teleskopem, dostrzegł w pobliżu cztery stale zmieniające położenie „gwiazdy”. W rzeczywistości były to największe księżyce Jowisza, aż do teraz nazywane „galileuszowymi”. W tysiąc sześćset czternastym roku w swym dziele Mundus Jovialis niemiecki astronom Simon Marius przypisał sobie pierwszeństwo odkrycia, twierdząc, że dostrzegł te cztery obiekty na kilka dni przed Galileuszem. Galileusz określił to dzieło jako plagiat. Jednak to właśnie zaproponowana przez Mariusa nazwa księżyca jest stosowana obecnie, chociaż przyjęła się dopiero w dwudziestym wieku. Pochodzi od Europy, kochanki boga Zeusa z mitologii greckiej, którego odpowiednikiem w mitologii rzymskiej jest oczywiście Jowisz.
Powierzchnię Europy charakteryzują bardzo małe różnice wysokości terenu, mimo że jest zróżnicowana i nierówna, z licznymi szczelinami i chaotycznie ukształtowanymi obszarami. Stwierdzono niewiele wzniesień wyższych niż kilkaset metrów. Znakiem charakterystyczny Europy są lineamenty ciemne, czerwono-brązowe rysy będące śladami pęknięć lodowej skorupy. Cechy te świadczą, że powierzchnia księżyca jest geologicznie bardzo młoda i ma szacunkowo około trzydzieści milionów lat. Widoczny w pęknięciach ciemniejszy materiał to najprawdopodobniej sole i uwodniony kwas siarkowy.
Europa ma wyraźnie zróżnicowaną strukturę wewnętrzną. W jej wnętrzu znajduje się żelazne jądro, otoczone przez płaszcz zbudowany z krzemianów, podczas gdy zewnętrzne warstwy są zbudowane z wody – w postaci lodowej skorupy i podpowierzchniowego oceanu.
Dane przesłane przez sondę Galileo wskazują prawie jednoznacznie, że pod lodową skorupą znajduje się ocean słonej wody, głęboki być może nawet na dziewięćdziesiąt kilometrów.
