عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
كوكب المشتري مون يوروبا ، التي تم تصويرها من قبل مركبة الفضاء غاليليو ناسا. | الائتمان: ناسا
قد يكون الغموض الطويل الأمد حول وجود بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) على كوكب المشتري الجليدي مون مون يوروبا أقرب إلى حلها.
يتشكل بيروكسيد الهيدروجين كمنتج ثانوي عندما تفكك الجزيئات النشطة جزيئات الماء ، مما يؤدي إلى إعادة تركيب الجذور OH – جزيئات شديدة التفاعل مع الإلكترونات غير المقيدة.
لوحظت H2O2 لأول مرة على Europa من قبل Galileo بالقرب من مطياف رسم الخرائط بالأشعة تحت الحمراء ، وهي أداة علمية على متن مدار جاليليو كوكب المشتري في ناسا الذي تم تصميمه لدراسة التكوين والسمات السطحية لأقمار العملاق والغاز باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء. في وقت لاحق ، لاحظ تلسكوب جيمس ويب للفضاء (JWST) مستويات مرتفعة من بيروكسيد الهيدروجين في مناطق غير متوقعة على القمر الصناعي Jovian.
توقعت دراسات المختبرات أن ارتفاع تركيزات بيروكسيد الهيدروجين في المناطق القطبية الباردة في أوروبا – لكن ملاحظات JWST أظهرت عكس ذلك ، وكشفت مستويات أعلى في المناطق الاستوائية الأكثر دفئًا في القمر. تتميز هذه المناطق ، المعروفة باسم تضاريس الفوضى ، بكتل مكسورة من الجليد السطحي التي يبدو أنها تحولت وتجميد وتجميد.
وكتب الفريق في ورقته: “توزيع بيروكسيد أوروبا لا يتبع الاعتماد على درجة الحرارة المتوقعة على الجليد المائي النقي”. تُظهر دراسات المختبر باستمرار أن الجليد البارد لديه المزيد من H2O2 ، في حين أن الجليد الأكثر دفئًا أقل.
في دراسة جديدة ، أفاد العلماء أنهم لاحظوا مستويات أعلى من ثاني أكسيد الكربون (CO2) في تضاريس الفوضى إلى جانب مستويات مرتفعة من H2O2. ربما يكون هذا نتيجة للهروب من محيط Europa تحت السطحي من خلال الشقوق في الجليد ، كما يقول الباحثون.
يُظهر هذا العرض من أوروبا حقل درجة الحرارة في محاكاة ديناميكيات المحيط العالمية في قمر كوكب المشتري ، حيث ترتفع الأعمدة الساخنة (الأحمر) من قاع البحر والسوائل الباردة (الأزرق) لأسفل من حدود المحيط الجليدية. يتم تسليم المزيد من الحرارة إلى غلاف الجليد بالقرب من خط الاستواء ، بما يتوافق مع توزيع تضاريس الفوضى على أوروبا. | الائتمان: KM Soderlund/NASA/JPL/جامعة أريزونا
لذلك تساءل الفريق عما إذا كان وجود ثاني أكسيد الكربون قد يغير كيمياء الجليد.
“هل يمكن أن يؤدي وجود ثاني أكسيد الكربون إلى قيادة إنتاج بيروكسيد المعزز في مناطق فوضى أوروبا ، مما يشير إلى تكوين سطح أكثر مواتية لتشكيل هذا المؤكسد الإشعاعي؟” كتبوا في ورقتهم. “دعم هذه الفرضية هي تجارب أولية على خلطات الجليد H2O-CO2 المشععة التي تظهر زيادة عائدات H2O2 مقارنة بثلج الماء النقي.”
وقال بيريت مامو ، طالب دراسات عليا في جامعة تكساس في سان أنطونيو ومقاول مع معهد الأبحاث الجنوبية الغربية ، “لقد قاموا” بمحاكاة البيئة السطحية في أوروبا داخل غرفة فراغ من خلال إيداع الجليد المائي مختلط مع ثاني أكسيد الكربون “. “بعد ذلك ، قمنا بالإشعاع هذا المزيج الجليدي بالإلكترونات النشطة لنرى كيف تغير إنتاج بيروكسيد.”
أكدت التجربة ما اشتبه الفريق: حتى كميات صغيرة من ثاني أكسيد الكربون في الجليد المائي يمكن أن تعزز إنتاج بيروكسيد الهيدروجين بشكل كبير في درجات حرارة مماثلة لتلك الموجودة على سطح أوروبا ، مما يساعد على شرح ملاحظات JWST غير المتوقعة.
يحدث هذا لأن جزيئات ثاني أكسيد الكربون تتصرف على أنها “زبال جزيئي” ، حيث تمسك بأي إلكترونات طائشة تنتج عندما يضرب الإشعاع جليد الماء. من خلال التقاط هذه الإلكترونات ، يساعد ثاني أكسيد الكربون في حماية بيروكسيد الهيدروجين من الانهيار من خلال المزيد من الآثار أو التفاعلات.
القصص ذات الصلة:
– أوروبا: دليل إلى قمر المحيط الجليدي للمشتري
– يسود “Chaos” تحت جليد كوكب المشتري Moon Europa ، ويكشف James Webb Space Telescope
– Europa Clipper: دليل كامل لمهمة علم الفلك في ناسا
وقال ريتشارد كارترايت ، المؤلف المشارك في الدراسة ، من مختبر الفيزياء التطبيقية في الدراسة: “تخليق المواد المؤكسدة مثل بيروكسيد الهيدروجين على سطح أوروبا مهم من وجهة نظر الفلكية”. “في الواقع ، فإن مهمة ناسا بأكملها ، Europa Clipper ، هي في طريقها إلى نظام Jovian في الوقت الحالي لاستكشاف القمر الجليدي ومساعدتنا على فهم قابلية تعليم Europa.
“توفر تجاربنا أدلة لفهم ملاحظات JWST Europa بشكل أفضل وتكون بمثابة مقدمة للتحقيقات القادمة المدى القادمة من قبل Europa Clipper و ESA's [the European Space Agency] وأضاف كارترايت.
تم نشر الدراسة الجديدة في مجلة علوم الكواكب يوم الاثنين (21 يوليو).