منذ أن مرت مجسات فوييجر عبر نظام المشتري في عام 1979 ، أثار قمر القمر يوروبا اهتمام العلماء وحيرتهم. بمجرد عودة الصور التي حصلت عليها هذه المجسات للسطح الجليدي للقمر إلى الأرض ، بدأ العلماء في التكهن بإمكانية وجود محيط تحت السطح. منذ ذلك الحين ، عزز اكتشاف نشاط العمود وغيره من الأدلة هذه النظرية وغذى التكهنات بإمكانية وجود حياة تحت سطح أوروبا الجليدي.
وفقًا لبحث جديد ، تم على الأقل تأكيد جزء مهم آخر من الطبيعة المائية لأوروبا. باستخدام تقنية مماثلة أكدت وجود بخار الماء في الغلاف الجوي في قمر المشتري جانيميد ، أكد لورنز روث من المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH أن يوروبا لديه بخار ماء في غلافه الجوي . يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى فهم أكبر لجو يوروبا والبيئة السطحية ، وإبلاغ البعثات المتوجهة إلى هناك في المستقبل القريب.
كواحد من أكبر أقمار المشتري التي اكتشفها جاليليو في عام 1610 (ولهذا السبب يُعرف أيضًا باسم 'أقمار الجليل') ، فإن أوروبا هي واحدة من عدة أجسام في النظام الشمسي يُعتقد أن لها محيطات داخلية. وقد دفع هذا العلماء إلى تصنيفها على أنها 'عوالم المحيطات' ، والتي يعتبرها العديد من علماء الأحياء الفلكية المكان الأكثر احتمالية للعثور على دليل على وجود حياة خارج كوكب الأرض.
رسم توضيحي لأوروبا ، يظهر نشاط عمود يربط السطح بالمحيط الداخلي. كوكب المشتري (يمين) وآيو (وسط) مرئيان في المسافة. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
من أجل هذه الدراسة ، استشار روث (الباحث في KTH في ستوكهولم) البيانات الأرشيفية التي حصل عليها هابل مطياف التصوير بالتلسكوب الفضائي (STIS) . على وجه التحديد ، ألقى نظرة على الأرصاد فوق البنفسجية لأوروبا في الأعوام 1999 و 2021 و 2014 و 2015 ، عندما كان القمر في مواقع مدارية مختلفة. سمحت هذه الملاحظات لروث بتحديد وفرة الأكسجين الجزيئي (O2) في الجزء المضاء بنور الشمس من الغلاف الجوي لأوروبا.
نظرًا لأن يوروبا مقفل تدريجيًا بالمشتري (مثل القمر مع الأرض) ، فإن أحد نصفي الكرة الأرضية يواجه كوكب المشتري بشكل دائم بينما يواجه الآخر دائمًا الاتجاه المعاكس لمسار يوروبا المداري. بعد فحص قوة O2الانبعاثات بأطوال موجية مختلفة ، والطريقة التي كانت ثابتة بها من 1999 إلى 2015 ، استنتج روث أن القراءات كانت بسبب وفرة ثابتة من بخار الماء في نصف الكرة اللاحق في أوروبا.
كما أوضح روث في وكالة الفضاء الأوروبية هابل خبر صحفى ، تنبأت الدراسات السابقة القائمة على المحاكاة الحاسوبية بالتوزيع غير المتماثل لبخار الماء ولكن لم يتم تأكيدها مطلقًا. وقال: 'إن رصد بخار الماء على جانيميد والجانب اللاحق من أوروبا يعزز فهمنا للأغلفة الجوية للأقمار الجليدية'. 'إن اكتشاف وفرة مستقرة من H2O على أوروبا أمر مثير للدهشة لأن درجات حرارة السطح منخفضة للغاية.'
في السابق ، ارتبط اكتشاف بخار الماء في أوروبا مع أعمدة عابرة لوحظت تتفجر عبر الجليد ، والتي يمكن أن تصل إلى 100 كيلومتر (62 ميل) فوق السطح. أظهرت نتائج روث ، مع ذلك ، أن كمية مماثلة من بخار الماء انتشرت على مساحة أكبر طوال فترة المراقبة. يشير هذا إلى وجود الماء على المدى الطويل في نصف الكرة اللاحق لأوروبا ، ولكن ليس في نصف الكرة الأمامي.
تم إجراء هذا العرض الملون المعاد معالجته لقمر المشتري يوروبا من الصور التي التقطتها مركبة الفضاء جاليليو التابعة لناسا في أواخر التسعينيات. الائتمان: ناسا/JPL-Caltech / معهد SETI
تشير الانبعاثات التي اكتشفها هابل إلى أن نسبة الماء إلى الأكسجين الجزيئي (H2O / O2) في نصف الكرة اللاحق في أوروبا تبلغ حوالي 12 إلى 22. تشير الانبعاثات أيضًا إلى أن الغلاف الجوي يتكون من O نقي.2عبر نصف الكرة الرئيسي بأكمله. لن تساعد هذه النتائج علماء الفلك في تحديد خصائص الغلاف الجوي لكوكب المشتري فحسب ، بل ستفيد أيضًا البعثات الموجهة إلى أوروبا قبل نهاية هذا العقد. قال روث:
'تضع هذه النتيجة الأساس لعلم المستقبل بناءً على المهمات القادمة إلى القمر جوفيانس.كلما فهمنا أكثر عن هذه الأقمار الجليدية قبل وصول المركبات الفضائية مثل JUICE و Europa Clipper ، كان من الأفضل الاستفادة من وقت المراقبة المحدود لدينا داخل نظام Jovian.'
في الوقت الحاضر ، هناك ثلاث بعثات قيد التطوير لاستكشاف سطح يوروبا والبحث عن 'البصمات الحيوية' (علامات الحياة المحتملة). وتشمل هذه وكالة الفضاء الأوروبية كوكب المشتري الجليدي القمر Explorer (JUICE) ، مركبة مدارية من المقرر إطلاقها العام المقبل وتصل إلى نظام جوفيان بحلول عام 2032. هذه المهمة مخصصة في المقام الأول لدراسة الغلاف الجوي لسطح جانيميد وسطحه وهيكله ، ولكنها ستجري أيضًا رحلتين من يوروبا للحصول على بيانات عن ميزات سطحها والتكوين.
ثم هناك وكالة ناسا أوروبا كليبر المهمة ، التي تم التخطيط لإطلاقها في عام 2024 وستلتقي مع أوروبا بحلول عام 2030. ستدرس هذه المركبة المدارية سطح الكوكب بمقاييس الطيف والتصوير الحراري والرادار ومقياس المغناطيسية وغيرها من الأدوات للتعرف على تكوينها وهيكلها الداخلي. كما ستحدد مواقع الهبوط المحتملة لبعثة يوروبا لاندر المحتملة ، والتي ستستمر في البحث عن البصمات الحيوية المحتملة من السطح.
انطباع الفنان عن Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) بالقرب من المشتري وأحد أقماره ، أوروبا. الائتمان: ESA / AOES
بمساعدة بحث مثل روث ، ستعالج البيانات والرؤى التي توفرها هذه البعثات بعضًا من أكثر الأسئلة عمقًا التي لدينا بخصوص الحياة في الكون. على سبيل المثال ، هل من المرجح أن توجد الحياة على الكواكب الصخرية (مثل الأرض والمريخ) ، أم في 'عوالم المحيطات' التي تدور حول عمالقة الغاز؟ سوف يستفيدون أيضًا من الملاحظات التي تجريها مراصد الجيل التالي مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، وهي مهمة مشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية من المقرر إطلاقها في غضون أسابيع قليلة.
ال تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي (RST) والمراصد الأرضية ستنضمويبقبل انتهاء العقد واستخدموا أدواتهم المتطورة والبصريات لتوصيف أجواء ومناخات الكواكب الخارجية. سيكون لهذه الدراسات آثار كبيرة ، وليس فقط لفهمنا لأنواع البيئات الصالحة للسكن الموجودة في نظامنا الشمسي. سيساعدون أيضًا في البحث عن الحياة في أنظمة النجوم الأخرى ، والتي يمكن أيضًا أن تكون محجوزة بعيدًا تحت الأسطح الجليدية للأقمار الصناعية.
قراءة متعمقة: ESA هابل و رسائل البحث الجيوفيزيائي
