A Jupiter Europa holdja a Naprendszer azon maroknyi világainak egyike, amelyek potenciálisan életre alkalmas körülményeket rejtenek magukban. Korábbi kutatások kimutatták, hogy a vízjég-kéreg alatt folyékony, sós óceán és sziklás tengerfenék található. A bolygókutatók azonban nem erősítették meg, hogy az óceán tartalmazza-e az élethez szükséges vegyi anyagokat, különösen a szenet.

A csillagászok a NASA James Webb-űrteleszkóp adatait felhasználva szén-dioxidot azonosítottak az Europa jeges felszínének egy meghatározott területén. Az elemzés azt mutatta, hogy ez a szén valószínűleg a felszín alatti óceánból és nem meteoritokból vagy más külső forrásokból származik. Ráadásul geológiai időskálán a közelmúltban rakódott le. Ez a felfedezés jelentős hatással van az Europa óceánjának potenciális „lakhatóságára”.

„A Földön az élet szereti a kémiai sokféleséget, minél több a változatosság, annál jobb. Az itt kialakult élet szén alapú. Azáltal, hogy megértjük az Europa óceánjának kémiáját, segít eldönteni, hogy az barátságtalan vagy jó hely lehet az élet számára.” – mondta Geronimo Villanueva, a NASA Goddard Űrközpont (Greenbelt, Maryland) munkatársa és a nemrég megjelent két független folyóiratcikk egyikének vezető szerzője.

„Úgy gondoljuk, hogy megfigyelési bizonyítékaink vannak arra vonatkozóan, hogy az Europa felszínén látható szén az óceánból származik. Ez nem triviális dolog. A szén biológiailag nélkülözhetetlen elem” – tette hozzá Samantha Trumbo, a Cornell Egyetem (Ithaca, New York állam) munkatársa, az adatokat elemző másik tanulmány vezető szerzője.

A NASA 2024 októberében tervezi felbocsátani az Europa Clipper űrszondát, amely több tucat közeli átrepülést hajt majd végre az Europa felett, hogy további vizsgálatokat végezzenek, vajon megfelelőek-e az élet feltételei.

A Webb azt találta, hogy a szén-dioxid a legnagyobb mennyiségben a Tara Regio nevű területen található, amely egy újra felszínre került anyagból álló, geológiailag fiatal terület, úgynevezett „káoszterep”. A felszíni jég felhasad, és nagy valószínűséggel anyagcsere történik a felszín alatti óceán és a jeges felszín között.

Az Europa felszínének térképe a NASA James Webb
műszerével. A bal oldali panelen a NIRCam (Near Infrared Camera), a többi hármon pedig a Webb NIRSpec/IFU (Near Infrared Spectrograph’s Integral Field Unit) adataiból származó kompozíciós térképek láthatóak. A kompozíciós térképeken a szén-dioxidnak a fehér pixelek felelnek meg. A második és a harmadik panelen a szén-dioxid kristályos, míg a negyedik panelen komplex és amorf formája látható.

„A Hubble-űrtávcső korábbi megfigyelései a Tara Regióban bizonyítékot mutatnak az óceánból származó só jelenlétére” – magyarázta Trumbo. „Most azt látjuk, hogy ott is erősen koncentrálódik a szén-dioxid. Úgy gondoljuk, hogy ez azt jelenti, hogy a szén valószínűleg a belső óceánból származik.”

„A tudósok azon vitatkoznak, hogy az Europa óceánja mennyire kapcsolódik a felszínéhez. Ez a kérdés úgy gondolom, nagy lendületet adott az Europa kutatásának” – mondta Villanueva. „Néhány alapvető dolgot még azelőtt megtudhatunk az óceán összetételéről, hogy a jégen átfúrva teljes képet kapjunk.”

Mindkét kutatócsoport a Webb Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) integrált egységből származó adatok alapján azonosította a szén-dioxidot. Ez a műszermód 320 x 320 kilométer felbontású spektrumokat készít a közel 3100 km átmérőjű Europa felszínéről, lehetővé téve a csillagászok számára, hogy meghatározzák, hol találhatók bizonyos vegyi anyagok.

A szén-dioxid nem stabil az Europa felszínén, ezért a tudósok szerint valószínű, hogy geológiailag a közelmúltból származik. Ezt a következtetést erősíti meg, hogy egy fiatal domborzati régióban található.

„Ezek a megfigyelések csak néhány percet vettek igénybe az obszervatórium észlelési idejéből” – mondta Heidi Hammel, a Universities for Research in Astronomy munkatársa, és a Webb interdiszciplináris tudósa, aki a Webb 1. ciklusában a Naprendszer garantált idejű megfigyeléseit vezeti. „Még ezzel a rövid idővel is igazán nagy tudományt tudtunk végezni a Webb-bel a Naprendszer kutatásában.”

Villanueva csapata az Europa felszínéről kitörő vízgőz-csóva bizonyítékát is kereste. A NASA Hubble-űrtávcsövét használó kutatók 2013-ban, 2016-ban és 2017-ben már észlelték a csóvákat. Azonban nehéz volt végleges bizonyítékot találni.

Az új Webb-adatok nem mutatnak bizonyítékot a csóvák tevékenységére, ami lehetővé tette Villanueva csapata számára, hogy szigorú felső határt szabjon a potenciálisan kilökődő anyagok arányára. A kutatócsoport hangsúlyozta, hogy az észlelés hiánya még nem zárja ki a csóva létét.

„Mindig fennáll annak a lehetősége, hogy ezek a csóvák változóak, és csak bizonyos időpontokban láthatók. Csak annyit mondhatunk 100%-os biztonsággal, hogy nem észleltünk csóvát az Europa felszínén, amikor Webb-bel ezeket a megfigyeléseket végeztük” – mondta Hammel.

Forrás: James Webb Space Telescope