ما تم الاشتباه به منذ فترة طويلة تم تأكيده الآن: قمر المشتري يوروبا لديه ماء. نظرًا لأننا تعلمنا المزيد عن النظام الشمسي الخارجي في السنوات الأخيرة ، فقد أصبح Europa هدفًا ذا أولوية عالية في البحث عن الحياة. مع هذا الاكتشاف ، رسمت ناسا للتو عين حمراء كبيرة على أصغر قمر المشتري في الجليل.
"على الرغم من أن العلماء لم يكتشفوا بعد الماء السائل مباشرة ، فقد وجدنا الشيء التالي الأفضل: الماء في شكل بخار".
لوكاس باغانيني ، عالم كوكب ناسا ، رئيس البحوث.
قبل هذا الاكتشاف ، كان لدى العلماء بالفعل بعض الأدلة على أن يوروبا لديها القدرة على إيواء الحياة. يمتلك القمر السطح الأكثر سلاسة لأي جسم في النظام الشمسي ، مما دفع العلماء إلى افتراض أن المياه السائلة في المحيط تحت سطح الأرض ، تبقى فوق التجمد عن طريق ثني المد والجزر من المشتري. وفقًا للفرضية ، فإن ثني المد والجزر لا يحافظ على الماء في شكل سائل فحسب ، بل يخلق حركة صفيحة جليدية مشابهة للصفائح التكتونية على الأرض.
جاء المزيد من الأدلة من دراسة اللطخات البنية على سطح أوروبا. افترض العلماء أن هذه مواد كيميائية من المحيط تحت سطح الأرض والتي شقت طريقها إلى السطح. هذا يدل على أن قاع البحر قد يتفاعل مع السطح ، وهو اعتبار مهم عند التفكير في السكن.
أثار اكتشاف أعمدة السوائل مستوى الإثارة حول إمكانية العيش في أوروبا.
في عام 2012 ، التقط هابل صورة ليوروبا تظهر ما يفسره الكثير على أنه عمود بخار الماء يخرج من صدع في السطح المتجمد ، حيث يصل ارتفاعه إلى حوالي 200 كيلومتر (120 ميل). (للمقارنة ، يبلغ ارتفاع جبل إيفرست 8.8 كم فقط.) في عام 2016 ، كان هناك المزيد من الأدلة من هابل تشير إلى أعمدة.
اكتشفت مركبة غاليليو الفضائية التابعة لوكالة ناسا اضطرابات في المجال المغناطيسي للمشتري بالقرب من أوروبا خلال فترة تلك المركبة الفضائية في المشتري ، من عام 1995 إلى 2003. وعزا العلماء هذه الاضطرابات إلى محيط مالح قد يكون موجودًا تحت سطح القمر المتجمد ، لأن المحيط المالح يمكن أن يوصل الكهرباء.
أيضًا ، اقتربت المركبة الفضائية جاليليو من مسافة 206 كيلومتر (128 ميل) من سطح أوروبا في عام 1997 ، ويشير بعض الباحثين إلى أنها طارت بالفعل عبر عمود.
ولكن في كل هذه البيانات ، لم يكن هناك اكتشاف نهائي للمياه. لقد تغير ذلك الآن.
"هذا التحديد المباشر الأول لبخار الماء في أوروبا هو تأكيد نقدي لاكتشافاتنا الأصلية للأنواع الذرية ..."
لورنز روث ، عالم الفلك والفيزيائي ، المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في ستوكهولم ، مؤلف مشارك.
نشر فريق من العلماء بقيادة لوكاس باجانيني ، عالم الكواكب في وكالة ناسا ، بحثًا عن اكتشاف المياه في أوروبا. عنوان الورقة "قياس بخار الماء وسط بيئة هادئة إلى حد كبير في أوروبا". تم نشره في 18 نوفمبر في مجلة Nature.
قال باجانيني في بيان صحفي ، "إن العناصر الكيميائية الأساسية (الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت) ومصادر الطاقة ، وهما من المتطلبات الثلاثة للحياة ، موجودة في جميع أنحاء النظام الشمسي. لكن الثالثة - الماء السائل - من الصعب إلى حد ما العثور عليها خارج الأرض. في حين أن العلماء لم يكتشفوا بعد الماء السائل مباشرة ، فقد وجدنا أفضل شيء بعد ذلك: الماء في شكل بخار ".
وقال باغانيني والعلماء الآخرون إنهم اكتشفوا ما يكفي من الماء لملء حوض سباحة بحجم أولمبي في دقائق. حوالي 2360 كجم / ثانية (5202 رطل / ثانية). كما أفادوا بأن المياه لا تظهر إلا بشكل نادر. "بالنسبة لي ، فإن الشيء المثير للاهتمام في هذا العمل ليس الاكتشاف المباشر الأول للمياه فوق أوروبا فحسب ، بل أيضًا نقصها في حدود طريقة الكشف الخاصة بنا."
النتائج تنبع من مراقبة الوقت مع دبليو. مرصد كيك في هاواي. على مدار 17 ليلة من المراقبة في 2016 و 2017 ، وجد الفريق الإشارة الواضحة والمميزة لبخار الماء مرة واحدة فقط. تم الكشف عن البخار في نصف الكرة الأرضية في أوروبا حيث يدور حول المشتري. (Europa مقفل بشكل مؤقت على المشتري ، تمامًا مثل القمر على الأرض.)
ينبعث الماء ضوء الأشعة تحت الحمراء بترددات محددة عندما يتفاعل مع الإشعاع الشمسي. باستخدام مقياس طيفي على تلسكوب كيك ، قام العلماء بقياس التركيب الكيميائي في نصف الكرة الأرضية في أوروبا.
قال لورنز روث ، عالِم الفلك والفيزيائي من KTH Royal Institute of التكنولوجيا في ستوكهولم التي قادت دراسة هابل عام 2013 وشاركت في تأليف هذا التحقيق الأخير.
يشير روث إلى الكشف عن المكونات التي تشكل المياه الموجودة فوق أوروبا. أثناء فضول ، هذا ليس مثل اكتشاف المياه. للعثور على الماء ، كان على الفريق استخدام مرصد كيك الأرضي ومطيافه ، حيث لا توجد مركبة فضائية حالية لديها القدرة على اكتشاف المياه.
تحديد أن الماء ليس مجرد مكونات الماء ليس بالأمر السهل ، خاصة من الأرض. كان على الفريق الذي يقف وراء هذه الدراسة أن يتعامل مع الماء الموجود في الغلاف الجوي للأرض ، وأن يعتمد على النماذج الرياضية المعقدة والنمذجة الحاسوبية.
الفريق واثق في نتائجهم ، حتى عندما يقرون بالحاجة إلى مهمة إلى أوروبا لفهم القمر حقًا.
قال أفي مانديل ، عالِم كوكب جودارد في فريق باجانيني: "لقد أجرينا فحوصات سلامة دؤوبة لإزالة الملوثات المحتملة في الملاحظات الأرضية". "لكن في النهاية ، سيتعين علينا الاقتراب من يوروبا لنرى ما الذي يحدث حقًا".
آمل ألا يضطر العلماء - وبقية العالم - إلى الانتظار لفترة أطول للحصول على إجابات أكثر تحديدًا لأسئلة يوروبا العديدة. تم نقل Europa Clipper إلى مرحلة التصميم النهائية في أغسطس 2019 ، ومن المقرر إطلاقه في منتصف عام 2020. ستحمل مجموعة كاملة من الأدوات لاستكشاف ألغاز يوروبا. قد يكون أكثرها إثارة هو راداره المخترق للأرض. قد ترى الحق من خلال الجليد وتؤكد وجود محيط تحت سطح الأرض مرة واحدة وإلى الأبد.
كما لو أن المركبة الفضائية لم تكن كافية ، هناك حديث عن مركبة هبوط يوروبا.
في عام 2019 ، منح الكونغرس وكالة ناسا 195 مليون دولار للنظر في تطوير مركبة إنزال كجزء من مهمة كليبر. لم تطلب وكالة ناسا هذا المال أبدًا ، ربما يرجع ذلك جزئيًا إلى أن سطح يوروبا هو بيئة يصعب الهبوط عليها. ربما يعرف الكونغرس أن عمليات الإنزال تجتذب قدرًا كبيرًا من المصلحة العامة.
بالطبع ، ليست البيئة السطحية ليوروبا وحدها هي المشكلة. الإشعاع حول كوكب المشتري شديد ، ومن أجل تحقيق النجاح ، سيتعين على يوروبا كليبر أن يتبع مدارات إهليلجية واسعة ، يقترب فقط من يوروبا لفترات من الزمن ، قبل أن يتراجع إلى بر الأمان. هذه هي الطريقة التي تتعامل بها المركبة الفضائية جونو التابعة لوكالة ناسا مع إشعاع المشتري.
ولكن مع ذلك ، سيتمكن Clipper من تصوير أي أعمدة مباشرةً ، وحتى أخذ عينات منها بمقاييس الطيف الكتلي. سيكون قادرًا أيضًا على استكشاف السطح بمزيد من التفاصيل أكثر من أي وقت مضى.
علينا أن نكون صبورين بالرغم من ذلك. استغرق جونو خمس سنوات للوصول إلى المشتري. إذا تم إطلاق مهمة Europa Clipper في منتصف 2020 ، فلن نحصل على أي نتائج علمية حتى عام 2030 أو في وقت لاحق.
أكثر:
- بيان صحفي: علماء وكالة ناسا يؤكدون بخار الماء في أوروبا
- ورقة بحثية: قياس بخار الماء وسط بيئة هادئة إلى حد كبير في أوروبا
- فيديو مجلة الفضاء: استكشاف أقمار المشتري الجليدية. يوروبا كليبر من وكالة ناسا وعصير وكالة الفضاء الأوروبية
