الحياة على أقمار المشتري؟ تجد شبكة ناسا مصدرًا للكربون على سطح أوروبا

يشير الكربون إلى بيئة مواتية للحياة في المحيط تحت السطح

طالما ظل البشر يحدقون في سماء الليل، فقد تساءلنا عن الحياة خارج كوكب الأرض. يعرف العلماء الآن أن العديد من الأماكن في نظامنا الشمسي قد تتمتع بظروف مناسبة للحياة. واحدة من هذه يوم الخميسإن قمر أوروبا، وهو عالم رائع، يحتوي على محيط مالح تحت سطح الأرض من الماء السائل، ربما ضعف كمية محيطات الأرض مجتمعة. ومع ذلك، فإن العلماء ليسوا متأكدين مما إذا كانت محيطات أوروبا تحتوي على مواد كيميائية أساسية بيولوجيا، وخاصة الكربون، وهو لبنة بناء عالمية للحياة كما نعرفها. الآن، استخدمه تلسكوب جيمس ويب الفضائياكتشف علماء الفلك وجود الكربون على سطح أوروبا والذي ربما نشأ في هذا المحيط. يشير هذا الاكتشاف إلى وجود بيئة صالحة للسكن في محيطات أوروبا.

التقطت كاميرا NIRCam (كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة) الموجودة على تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا صورة لسطح قمر المشتري أوروبا. حدد ويب ثاني أكسيد الكربون الموجود على سطح أوروبا الجليدي والذي ربما نشأ في محيط سطح القمر. هذا الاكتشاف له آثار مهمة على الموائل المحتملة لمحيطات أوروبا. يظهر القمر باللون الأزرق في الغالب لأنه يكون أكثر سطوعًا في الأطوال الموجية السفلية للأشعة تحت الحمراء. تتوافق السمات البيضاء مع المناظر الطبيعية الفوضوية لبوويز ريجيو (يسار) وتارا ريجيو (في الوسط واليمين)، مما يُظهر ثلوج ثاني أكسيد الكربون المعززة على السطح.
حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، جيرونيمو فيلانويفا (NASA-GSFC)، سامانثا كاي ترومبو (جامعة كورنيل)، جيرونيمو فيلانويفا (NASA-GSFC)، أليسا بيكون (STScI)

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

يعد قمر المشتري يوروبا واحدًا من العوالم القليلة في نظامنا الشمسي التي يمكن أن تخلق ظروفًا مناسبة للحياة. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أنه تحت قشرته المائية الجليدية يوجد محيط مالح من الماء السائل مع قاع بحر صخري. ومع ذلك، فإن علماء الكواكب ليسوا متأكدين مما إذا كان المحيط يحتوي على المواد الكيميائية الضرورية للحياة، وخاصة الكربون.

يستخدم علماء الفلك البيانات ناساحدد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ثاني أكسيد الكربون في منطقة معينة على سطح أوروبا الجليدي. ويشير التحليل إلى أن هذا الكربون قد نشأ على الأرجح في سطح المحيط ولم يتم توفيره عن طريق النيازك أو مصادر خارجية أخرى. كما تم ترسيبها على نطاق زمني جيولوجي حديث. هذا الاكتشاف له آثار مهمة على الموائل المحتملة لمحيطات أوروبا.

“على الأرض، الكيمياء الحيوية تحب التنوع – كلما زاد التنوع، كلما كان ذلك أفضل. نحن نعيش على أساس الكربون. إن فهم كيمياء محيط يوروبا سيساعدنا على تحديد ما إذا كان معاديًا للحياة كما نعرفها، أو ما إذا كان مكانًا جيدًا للحياة. وقال جيرونيمو فيلانويفا من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند: “الحياة”. ورقتان مستقلتان تصفان النتائج.

وقالت سامانثا ترومبو من جامعة كورنيل في إيثاكا بنيويورك، المؤلفة الرئيسية للدراسة الثانية: “نعتقد الآن أن لدينا أدلة رصدية على أن الكربون الذي نراه على سطح يوروبا جاء من المحيط. وهذا ليس بالأمر التافه. فالكربون عنصر أساسي بيولوجيا”. ورقة تحليل البيانات.

تخطط ناسا لإطلاق مركبتها الفضائية يوروبا كليبر في أكتوبر 2024 لمزيد من التحقيق فيما إذا كان أوروبا لديه الظروف المناسبة للحياة.

يُظهر هذا الرسم خريطة لسطح أوروبا من NIRCam (كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة) الموجودة على تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا في اللوحة الأولى، والخرائط المركبة المشتقة من بيانات NIRSpec/IFU (وحدة المجال الطيفي المتكامل للأشعة تحت الحمراء القريبة من Webb) في ما يلي ثلاث لوحات. في الخرائط التركيبية، تتوافق البيكسلات البيضاء مع ثاني أكسيد الكربون في منطقة واسعة من المناظر الطبيعية الفوضوية المضطربة المعروفة باسم تارا ريجيو (الوسط واليمين)، مع تركيزات إضافية داخل مناطق المنطقة الفوضوية بوفيس ريجيو (يسار). تُظهر اللوحة الثانية والثالثة دليلاً على وجود ثاني أكسيد الكربون البلوري، بينما تمثل اللوحة الرابعة شكلاً معقدًا وغير متبلور من ثاني أكسيد الكربون.
حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، جيرونيمو فيلانويفا (NASA-GSFC)، سامانثا كاي ترومبو (جامعة كورنيل)، جيرونيمو فيلانويفا (NASA-GSFC)، أليسا بيكون (STScI)

اتصال سطح البحر

على سطح يوروبا، وجد ويب أن ثاني أكسيد الكربون يتواجد بكثرة في منطقة تسمى تارا ريجيو، وهي منطقة شابة من الأراضي المعاد هيكلتها عمومًا والمعروفة جيولوجيًا باسم “التضاريس المضطربة”. الجليد السطحي مضطرب، وربما كان هناك تبادل للمواد بين سطح المحيط وسطح الجليد.

“ملاحظات أولية تلسكوب هابل الفضائي أوضح ترومبو: “أظهر دليلاً على وجود الملح المشتق من البحر في تارا ريجيو”. “الآن نرى تركيزًا كبيرًا من ثاني أكسيد الكربون هناك أيضًا. نعتقد أن هذا يشير إلى أن أصل الكربون قد يكون في المحيط الداخلي.”

وقالت فيلانويفا: “كان العلماء يتناقشون حول مقدار ما يرتبط به محيط يوروبا من سطحه. وأعتقد أن هذا السؤال كان دافعا كبيرا لدراسة يوروبا. وهذا يشير إلى أنه يمكننا تعلم بعض الأشياء الأساسية حول تكوين المحيط قبل الحفر في أعماقه”. الجليد للحصول على الصورة الكاملة.”

حدد كلا الفريقين ثاني أكسيد الكربون باستخدام بيانات من الوحدة الميدانية المتكاملة لمطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) التابعة لشركة ويب. 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 وجود مواد كيميائية محددة.

ثاني أكسيد الكربون غير مستقر على سطح أوروبا. ولذلك، يقول العلماء إنه ربما تم تقديمه على نطاق زمني جيولوجي حديث – معززًا بتركيزه في منطقة ذات كتل أرضية حديثة.

قالت هايدي هاميل من رابطة الجامعات للأبحاث الفلكية، وهي عالمة متوسطة في ويب تقود عمليات رصد الوقت المضمون للدورة الأولى للنظام الشمسي: “استغرقت هذه الملاحظات بضع دقائق فقط من وقت المختبر”. “حتى في هذا الوقت القصير، تمكنا من القيام بعلم عظيم. وهذا العمل يعطي التلميح الأول لجميع علوم النظام الشمسي المثيرة التي يمكننا القيام بها باستخدام الويب.”

أبحث عن إزهار

بحث فريق فيلانويفا أيضًا عن أدلة على حدوث انفجار بخاري من سطح يوروبا. أبلغ الباحثون الذين يستخدمون تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا عن اكتشافات مبدئية للأعمدة في عامي 2013 و2016. 2017. ومع ذلك، من الصعب الحصول على أدلة دامغة.

ولم تُظهر بيانات الويب الجديدة أي دليل على نشاط العمود، مما سمح لفريق فيلانويفا بوضع حد أعلى صارم لنسبة المواد التي يمكن قذفها. ومع ذلك، أكد الفريق أن عدم اكتشافهم لا يستبعد وجود عمود.

وقال هامل: “هذه الأعمدة متغيرة ولا يمكنك رؤيتها إلا في بعض الأحيان. ما يمكننا قوله بثقة بنسبة 100٪ هو أننا لم نكتشف عمودًا على يوروبا عندما قمنا بهذه الملاحظات عبر الويب”.

يتم دعم هذه النتائج من قبل مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA).وكالة الفضاء الأوروبيةمستكشف أقمار كوكب المشتري IC القادم (عصير).

سيتم نشر كلا الورقتين في مجلة Science في 21 سبتمبر.

يعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي من أهم مختبرات علوم الفضاء في العالم. يحل ويب ألغاز نظامنا الشمسي، وينظر إلى ما هو أبعد من ذلك إلى عوالم بعيدة حول نجوم أخرى، ويستكشف الهياكل والأصول الغامضة لكوننا ومكاننا فيه. ويب هو مشروع دولي تقوده وكالة ناسا مع شركائها ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.