قمر كوكب المشتري ، أوروبا. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / SETI Institute
قد تعتقد أن العيش على بعد نصف مليار كيلومتر من الشمس لن يكون منزلًا بعيدًا عن المنزل. لكن علماء الفلك الكواكب مهتمون جدًا باستكشاف قمر أوروبا بحثًا عن الحياة. أصغر بقليل من قمر الأرض ، مدار أوروبا الوحشي كوكب المشتري. درجات حرارة سطح القمر المتجمد لا تتجاوز أبدًا البرودة المتجمدة البالغة 260 درجة تحت الصفر فهرنهايت. درجة حرارة شديدة البرودة بحيث يكون جليد الماء قاسيًا مثل الصخور.
لكن تحت القشرة الجليدية الصلبة يمكن أن يكون هناك محيط عالمي به كمية من الماء أكثر من تلك الموجودة على الأرض. وحيث يوجد الماء ، يمكن أن تكون هناك حياة. مثل خرطوم الحديقة المتسرب ، يطلق المحيط بخار الماء في الفضاء من السخانات التي تخترق الشقوق في السطح ، كما تم تصويره لأول مرة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في 2013.
يأتي آخر تطور من ملاحظات هابل الأرشيفية ، التي امتدت من عام 1999 إلى عام 2015 ، والتي كشفت أن بخار الماء يتجدد باستمرار في نصف الكرة الأرضية للقمر. إنه غامض بعض الشيء. ومع ذلك ، لا يمثل الغلاف الجوي سوى جزء من المليار من الضغط على سطح الغلاف الجوي للأرض.
لم يتم رؤية بخار الماء مباشرة ، ولكن تم قياس بصمة الأكسجين الطيفية فوق البنفسجية بواسطة هابل. الأكسجين هو أحد مكونات الماء. على عكس السخانات ، فإن بخار الماء هذا لا يأتي من داخل أوروبا ، ولكن ضوء الشمس يجعل الجليد السطحي ساميًا. تم اكتشاف جو مماثل من بخار الماء مؤخرًا على قمر جوفيان جانيميد.
أوروبا مثيرة للغاية كمكان محتمل للعيش فيه وهي الهدف ناساEuropa Clipper و Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية – من المقرر إطلاقه في غضون عقد من الزمن.
التقطت هذه الصورة لقمر جوفيان يوروبا في يونيو 1997 من مسافة 776.700 ميل بواسطة مركبة الفضاء جاليليو التابعة لناسا. أصغر قليلاً من قمر الأرض ، أوروبا لديها سطح أملس للغاية والقشرة الجليدية الصلبة لها مظهر قشر بيض متصدع. يحتوي الداخل على محيط عالمي به مياه أكثر من تلك الموجودة على الأرض. يمكن أن يكون منزل الحياة كما نعرفها. كشفت الملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي الأوروبي عن وجود بخار ماء ثابت في غلافه الجوي الرقيق للغاية. تظهر ملاحظات هابل من 1999 إلى 2015 أن بخار الماء يتجدد باستمرار في نصف كرة القمر. هذا استنتاج مختلف عن ملاحظات هابل عام 2013 التي وجدت بخار الماء الموضعي من السخانات المتسربة من محيطه تحت الأرض. يأتي بخار الماء هذا من عملية مختلفة تمامًا. يعمل ضوء الشمس على تسامي الجليد السطحي ويتحول مباشرة إلى غاز. يجمع عرض الألوان المركب هذا من Galileo بين الصور الأرجواني والأخضر والأشعة تحت الحمراء. يتم عرض منظر القمر باللون الطبيعي (على اليسار) ولون محسّن مصمم لإبراز اختلافات الألوان الدقيقة على السطح (على اليمين). يتكون الجزء الأبيض اللامع والمزرق من سطح أوروبا في الغالب من جليد مائي ، مع القليل جدًا من المواد غير المزججة. الخطوط الطويلة المظلمة عبارة عن كسور في القشرة ، يبلغ طول بعضها أكثر من 1850 ميلاً. انتهت مهمة جاليليو في 21 سبتمبر 2003 ، عندما أُمرت المركبة الفضائية عمدًا بالغوص في الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، حيث تم تدميرها. ومع ذلك ، حتى يومنا هذا ، يواصل العلماء دراسة البيانات التي جمعها. أدار مختبر الدفع النفاث (JPL) في باسادينا ، كاليفورنيا مهمة جاليليو لمكتب علوم الفضاء التابع لناسا في واشنطن العاصمة. مختبر الدفع النفاث هو قسم تشغيل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech). هذه الصورة والصور والبيانات الأخرى الواردة من غاليليو منشورة على الصفحة الرئيسية لبعثة غاليليو. تتوفر أيضًا معلومات عامة وخلفية تعليمية للصور. الائتمان: NASA، NASA-JPL، University of Arizona
كشفت الملاحظات التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا للقمر الجليدي يوروبا التابع للمشتري عن وجود بخار ماء ثابت – ولكن ، بشكل غامض ، في نصف الكرة الأرضية فقط.
أوروبا موطن لمحيط شاسع تحت سطحها الجليدي ، والذي يمكن أن يوفر ظروفًا مناسبة للحياة. تعزز هذه النتيجة فهم علماء الفلك لبنية الغلاف الجوي للأقمار الجليدية وتساعد على إرساء الأساس للمهمات العلمية المخطط لها في نظام جوفيان ، جزئيًا ، لاستكشاف ما إذا كانت بيئة تبعد نصف مليار كيلومتر عن الشمس يمكن أن تدعم الحياة.
ارتبطت الملاحظات السابقة لبخار الماء فوق أوروبا بانفجار أعمدة من الجليد ، صورها هابل في عام 2013. وهي تشبه الينابيع الحارة على الأرض ، لكنها تمتد على ارتفاع يزيد عن 100 كيلومتر. إنها تنتج قطرات عابرة من بخار الماء في الغلاف الجوي للقمر ، والتي لا تمثل سوى جزء من المليار من الضغط على سطح الغلاف الجوي للأرض.
النتائج الجديدة ، مع ذلك ، تظهر كميات مماثلة من بخار الماء الموزعة على مساحة أكبر من أوروبا في ملاحظات هابل الممتدة من 1999 إلى 2015. وهذا يشير إلى وجود طويل الأمد لغلاف جوي بخار الماء. الماء فقط في النصف الخلفي من الكرة الأرضية أوروبا – ذلك الجزء من القمر الذي يكون دائمًا عكس اتجاه حركته على طول مداره. سبب عدم التناسق بين نصف الكرة الأمامي والخلفي غير مفهوم تمامًا.
يأتي هذا الاكتشاف من إعادة تحليل لقطات أرشيفية وأطياف من هابل ، باستخدام تقنية أدت مؤخرًا إلى اكتشاف بخار الماء في الغلاف الجوي لقمر كوكب المشتري ، بواسطة لورينز روث من المعهد الملكي للتكنولوجيا والفضاء وفيزياء البلازما بالسويد. .
قال روث: “إن رصد بخار الماء فوق جانيميد والجانب الخلفي من أوروبا يعزز فهمنا لجو الأقمار الجليدية”. “ومع ذلك ، فإن اكتشاف وفرة المياه المستقرة في أوروبا هو أكثر إثارة للدهشة قليلاً من اكتشافه في جانيميد لأن درجات حرارة سطح أوروبا أقل من درجات حرارة سطح الأرض في جانيميد.”
يعكس Europa المزيد من ضوء الشمس مقارنة بـ Ganymede ، مما يجعل السطح أبرد بمقدار 60 درجة فهرنهايت من Ganymede. يتجمد الارتفاع خلال النهار على أوروبا إلى 260 درجة فهرنهايت تحت الصفر. ومع ذلك ، حتى في درجات الحرارة المنخفضة ، تشير الملاحظات الجديدة إلى أن الجليد المائي يتصاعد – أي يتحول مباشرة من مادة صلبة إلى بخار بدون طور سائل – من سطح أوروبا ، تمامًا كما هو الحال في جانيميد.
لتحقيق هذا الاكتشاف ، تعمق روث في مجموعات البيانات الأرشيفية لتلسكوب هابل ، واختار أرصاد الأشعة فوق البنفسجية من أوروبا من عام 1999 ، و 2012 ، و 2014 ، و 2015 بينما كان القمر في مواقع مدارية مختلفة. تم التقاط جميع هذه الملاحظات باستخدام مقياس الطيف التصويري لتلسكوب هابل الفضائي (STIS). سمحت ملاحظات STIS فوق البنفسجية لروث بتحديد وفرة الأكسجين – أحد مكونات الماء – في الغلاف الجوي لأوروبا ، ومن خلال تفسير قوة الانبعاث بأطوال موجية مختلفة ، كان قادرًا على استنتاج وجود بخار الماء.
يمهد هذا الاكتشاف الطريق لدراسات متعمقة لأوروبا من خلال تحقيقات مستقبلية بما في ذلك Europa Clipper التابع لناسا ومهمة Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA). يساعد فهم تكوين وتطور كوكب المشتري وأقماره أيضًا علماء الفلك على فهم أفضل للكواكب الشبيهة بالمشتري حول النجوم الأخرى.
تم نشر هذه النتائج في المجلة رسائل البحث الجيوفيزيائي.
المرجع: “A Stable H.2O Atmosphere on Europa Trailing Hemisphere From HST Images “بقلم لورينز روث ، 13 سبتمبر 2021 ، رسائل البحث الجيوفيزيائي.
دوى: 10.1029 / 2021GL094289
تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع تعاون دولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية). يدير التلسكوب مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. يجري معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند عمليات علوم هابل. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل اتحاد جامعات الأبحاث الفلكية في واشنطن العاصمة
