الأكسجين الموجود في كوكب المشتري والقمر الأوروبي يمكن أن يدعم مليون شخص على الأرض: ناسا

• وجدت مهمة جونو التابعة لناسا أن القمر الجليدي لكوكب المشتري أوروبا ينتج 1000 طن من الأكسجين كل 24 ساعة.
• إنه يكفي لإبقاء مليون شخص على التنفس لمدة يوم واحد، لكنه أقل بكثير مما كان يعتقد سابقًا.
• قد تؤدي هذه البيانات الجديدة إلى تضييق احتمالات أن يدعم أوروبا الحياة في محيطه الشاسع تحت الأرض.

على بعد حوالي 400 مليون ميل، يطفو في الفضاء السحيق عالم مائي يسمى أوروبا، وينتج 1000 طن من الأكسجين كل 24 ساعة. وهذا يكفي من الأكسجين لإبقاء مليون شخص على قيد الحياة لمدة يوم واحد، ذكرت وكالة ناسا هذا الاسبوع.

ومع ذلك، تم نشر هذه التقديرات الجديدة في المجلة التي يراجعها النظراء علم الفلك الطبيعة، ليس المقصود منها تحديد عدد الأشخاص الذين يمكن أن يسكنوا قمر المشتري هذا. إنهم يساعدون العلماء على معرفة ما إذا كان أوروبا يستضيف حياة خاصة به أم لا.

وقال كيرت نيبور، العالم الرئيسي لاستكشاف الكواكب الخارجية في ناسا والذي لم يشارك في الدراسة: “نعتقد أن أوروبا هي المكان الأكثر احتمالا للنظر إلى ما وراء الأرض بحثا عن الحياة اليوم”.

إذا كانت أشكال الحياة موجودة على أوروبا، فقد تبدو مثل الميكروبات، أو ربما شيئًا أكثر تعقيدًا. وفقا لوكالة ناسا. لكنها لن تكون مرئية من السطح، وهي صحراء متجمدة.

ومن المرجح أن تكون موجودة في المحيط الشاسع تحت الأرض للقمر والذي قد يحتوي على ضعف كمية المياه الموجودة على الأرض.

في حين أن الماء هو أحد العناصر الأساسية للحياة، كما نعرفه، فهو ليس العنصر الوحيد. هناك قائمة طويلة من المواد الكيميائية الأخرى التي يبحث عنها العلماء، والأكسجين هو واحد منها.

الآن، أخذت مركبة جونو الفضائية التابعة لناسا، والتي تحلق حاليًا حول كوكب المشتري وأقماره، التقدير الأكثر دقة لإنتاج الأكسجين في أوروبا حتى الآن. وتبين أنه أقل بكثير مما كنا نعتقد.

التقدير الأخير هو 1000 طن من الأكسجين كل 24 ساعة، وهو أقل بأكثر من 86 مرة من بعض التقديرات السابقة. وقد تؤدي هذه البيانات الجديدة إلى التشكيك في قابلية أوروبا للسكن.

كيف تنتج أوروبا الأكسجين

يبدو إنتاج الأكسجين مختلفًا تمامًا على أوروبا عنه على الأرض. في حين أن الأرض تحصل على الأكسجين من عملية التمثيل الضوئي، فإن يوروبا هو نتيجة لكوكبها الأم المشتري.

يُصدر كوكب المشتري إشعاعًا قويًا يُمطر أوروبا بجزيئات عالية الطاقة. ثم تتفاعل هذه الجسيمات مع جليد الماء المتجمد (H2O) الموجود على سطح القمر.

يقسم التفاعل جزيئات H2O إلى غاز الهيدروجين والأكسجين. ولكن أين يذهب هذا الأكسجين هو السؤال الكبير. قد يعلق بعضها في الجليد، وقد يهرب البعض الآخر إلى الفضاء، وقد يسافر البعض الآخر إلى المحيط الموجود تحت سطح أوروبا.

إذا وصل ما يكفي من الأكسجين تحت الأرض، فهذا يعني أن محيط يوروبا يحتوي على أحد المكونات الحيوية للحياة كما نعرفها. وقال نيبور: “لكن هذه علامة استفهام كبيرة بالنسبة لنا”، لأن الأكسجين يمكن أن ينتهي به الأمر في العديد من الأماكن المختلفة.

ما فعلته مهمة جونو التابعة لناسا هو تسليط مزيد من الضوء على إجمالي كمية الأكسجين التي يولدها سطح يوروبا. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح مقدار التسرب، إن وجد، إلى المحيط تحت الأرض.

قياس الأكسجين على أوروبا

لقياس كمية الأكسجين التي يولدها سطح يوروبا، استخدم العلماء أداة تجربة توزيعات الشفق القطبي لجوفيان (JADE) الموجودة على متن جونو.

تم تصميم JADE لقياس الجسيمات المشحونة في المناطق الشفقية لكوكب المشتري. ولكن عندما حلقت جونو بالقرب من أوروبا في سبتمبر 2022، نجحت JADE في قياس الجسيمات المشحونة المنبعثة من الغلاف الجوي للقمر لأول مرة.

باستخدام بيانات JADE، قدر العلماء الكمية الإجمالية لغاز الهيدروجين (وليس الأكسجين) في الغلاف الجوي الرقيق لأوروبا. نظرًا لوجود ذرة أكسجين واحدة لكل ذرتين هيدروجين في جزيء الماء، يمكن للعلماء استخدام بيانات غاز الهيدروجين لحساب كمية الأكسجين المتولدة على السطح.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، جامي سالاي، وهو باحث في فيزياء الفضاء في جامعة برينستون: “لقد أدى هذا إلى تحسين وتضييق نطاق فهمنا لكمية الأكسجين التي يتم تصنيعها في السطح”.

وأضاف سالاي: “لكننا لا نعرف مقدار ما يغادر السطح وكم منه يشق طريقه إلى المحيط”. قد تقربنا مهمة كليبر القادمة التابعة لناسا إلى أوروبا من الإجابة على هذا السؤال.

بحث مستمر عن إمكانية الحياة

من المقرر إطلاق مهمة أوروبا كليبر التابعة لناسا في أكتوبر 2024. وهدفها الأساسي هو تحديد ما إذا كان أوروبا صالحًا للحياة أم لا.

سيتم تجهيز Clipper بأدوات من شأنها أن تساعد في الكشف عن البنية الداخلية لأوروبا، مثل الرادار الموجود تحت سطح الأرض. وقال نيبور لـ BI، إنه باستخدام هذه الأداة، سوف يقوم علماء ناسا بالتنقيب على عمق عشرات الأميال تحت القشرة لتحديد الميزات التي يمكن أن تساعد في تحديد ما إذا كان الأكسجين يصل إلى المحيط تحت سطح الأرض.

وقال زالاي: “إن كليبر مهمة مثيرة بشكل لا يصدق، ولها أهداف علمية مهمة من المرجح أن تحدث ثورة في فهمنا للقشرة الجليدية، والمحيطات تحت السطح، وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض”.

في حين أن معرفة ما إذا كان المحيط الموجود تحت سطح أوروبا يحتوي على الأكسجين أم لا، من شأنه أن يحسن فهمنا لقابلية القمر للسكن، إلا أنه لن يؤكد تلقائيًا ما إذا كانت الحياة موجودة، أو يمكن أن توجد، على أوروبا.

وأوضح نيبور: “إن كمية الأكسجين المتوفرة على أوروبا ليست مفتاحًا ثنائيًا يمكنك قلبه لتقرر ما إذا كان من الممكن وجود حياة أم لا”.

وأشار إلى أن الحياة موجودة على الأرض منذ نحو 1.5 مليار سنة بدون أكسجين. إذا كان من الممكن أن يحدث هذا هنا، فقد يحدث على هذا القمر البعيد أيضًا.

أما بالنسبة لمهمة جونو، فسوف يواصل Szalay العمل من خلال البيانات التي استعادها خلال هذا التحليق بالقرب من أوروبا.

وقال: “لسنوات قادمة، سنبحث في هذا ونتعلم كل ما في وسعنا”.