Jüpiter'in uydusu Europa'nın parlak, buzlu kabuğunun altında tuzlu bir okyanus barındırdığına inanılıyor, bu da onu güneş sistemimizdeki en yaşanabilir yerlerden biri yapabilir.
Ancak bildiğimiz şekliyle yaşamın oksijene ihtiyacı vardır. Ve Avrupa okyanusunun buna sahip olup olmadığı açık bir sorudur.
Artık gökbilimciler, molekülün ne kadarının, aşağıdaki su için oksijen kaynağı olabilecek buzlu ayın yüzeyinden kaynaklandığını anladılar. Pazartesi günü Nature Astronomy dergisinde yayınlanan ve NASA'nın Juno misyonundan elde edilen verilere dayanan bulgular, donmuş dünyanın bazı gökbilimcilerin umduğundan daha az oksijen ürettiğini öne sürüyor.
Çalışmayı yöneten Princeton Üniversitesi'nden plazma fizikçisi Jamey Szalay, “Bu, beklediğimizin en alt seviyesinde” dedi. Ancak yaşanabilirlik açısından “tamamen yasaklayıcı değil” diye ekledi.
Dünya'da bitkilerin, planktonların ve bakterilerin fotosentezi atmosfere oksijen pompalar. Ancak Avrupa'da süreç farklı işliyor. Uzaydan gelen yüklü parçacıklar ayın buz kabuğunu bombalayarak donmuş suyu hidrojen ve oksijen moleküllerine ayırır.
“Buz kabuğu Avrupa'nın akciğerleri gibidir” dedi Dr. Szalay. “Yüzey, yani aşağıdaki okyanusu zararlı radyasyondan koruyan yüzey, tabiri caizse nefes alıyor.”
Gökbilimciler bu oksijenin Avrupa'nın sulu yeraltı dünyasına gidebileceğini tahmin ediyor. Colorado Boulder Üniversitesi'nden gezegen bilimcisi Fran Bagenal, eğer öyleyse, okyanus tabanındaki volkanik malzemeyle karışarak “sonunda yaşamın ortaya çıkmasına neden olabilecek kimyasal bir çorba” yaratabileceğini söyledi.
Jüpiter'in kalın bulut örtüsünün altında ne olduğunu bulmak için 2011 yılında fırlatılan Juno yörünge aracı, şimdi gezegenin halkalarını ve uydularını keşfetmek üzere genişletilmiş bir görevde. Araçta JADE adı verilen ve Jovian Auroral Dağılım Deneyi'nin kısaltması olan bir alet bulunuyor. Dr. Szalay'ın ekibi, Juno Europa'yı saran plazma boyunca uçarken JADE tarafından toplanan verileri inceledi.
Ancak doğrudan oksijeni aramıyorlardı; hidrojeni sayıyorlardı. Molekül çok hafif olduğu için Europa'nın yüzeyinde üretilen hidrojenin tamamı atmosfere doğru süzülüyor. Daha ağır olan oksijenin daha aşağıda asılı kalması veya buzun içinde sıkışıp kalması daha olasıdır.
Ancak her iki molekül de aynı kaynaktan geliyor: parçalanmış donmuş H₂O.
“Dolayısıyla hidrojeni ölçersek ne kadar oksijen üretildiğini doğrudan belirleyebiliriz” dedi Dr. Szalay.
Ekip, Europa'nın yüzeyinin her saniye yaklaşık 13 ila 40 pound oksijen ürettiğini buldu. Bu, günde 1000 tondan fazla, yani Dallas Cowboys futbol stadyumunu yılda 100 kez doldurmaya yetiyor.
Önceki çalışmalar saniyede 2.245 pound'a kadar değişen aralıklar rapor ederken, bu sonuç bu aralığın üst sınırının olası olmadığını gösteriyor. Dr. Ancak bu, Avrupa'nın yaşanabilirlik potansiyelini mutlaka etkilemez.
“Hayatı desteklemek için ne kadar oksijene ihtiyacınız olduğunu gerçekten bilmiyoruz” dedi. “Dolayısıyla bunun daha önce istenen bazı tahminlerden daha düşük olması büyük bir endişe kaynağı değil.”
Çalışmada yer almayan Boston Üniversitesi'nden gezegen bilimci Carl Schmidt, Europa'nın atmosferini incelemek “bir sistem olarak ay hakkında daha fazla şey öğrenmek için yapbozun önemli bir parçası” dedi.
Ancak sonuçlar yalnızca buzda üretilen oksijen miktarını doğruluyor. Çalışma, molekülün ne kadarının atmosfere karıştığını veya buza nasıl nüfuz edip alttaki okyanusu nasıl zenginleştirebileceğini açıklamıyor.
Başka bir deyişle, dedi Dr. Schmidt: “Artışla karşılaştırıldığında düşüşün ne kadar güçlü olduğuna dair hâlâ bir fikrimiz yok.”
Juno, küresel su dünyasına daha fazla yakın uçuş yapmayacak, ancak özellikle Avrupa'yı keşfetmek için tasarlanan yeni nesil görevler daha fazla yanıt bulabilir. Avrupa Uzay Ajansı'nın 2031 yılında Jüpiter sistemine ulaşması beklenen Jüpiter Buzlu Ay Kaşifi'nin, Avrupa Okyanusu'nun varlığını ve boyutunu doğrulaması bekleniyor. Ekim ayında fırlatılması planlanan NASA'nın Europa Clipper'ı da ayın buzlu kabuğunun altındaki suyla nasıl etkileşime girdiğini inceleyecek.
Şu anda gökbilimcilerin elleri Juno'dan gelen verilerle dolu. Uçuş sadece birkaç dakika sürse de, Europa'nın atmosferi yakınındaki plazmanın bileşimi ilk kez doğrudan ölçülüyordu.
Dr., “Bu buzdağının sadece görünen kısmı” dedi. Szalay. “Tüm hazineyi bulmak için uzun yıllar boyunca sadece bu yakın geçişi kazacağız.”
Ancak bildiğimiz şekliyle yaşamın oksijene ihtiyacı vardır. Ve Avrupa okyanusunun buna sahip olup olmadığı açık bir sorudur.
Artık gökbilimciler, molekülün ne kadarının, aşağıdaki su için oksijen kaynağı olabilecek buzlu ayın yüzeyinden kaynaklandığını anladılar. Pazartesi günü Nature Astronomy dergisinde yayınlanan ve NASA'nın Juno misyonundan elde edilen verilere dayanan bulgular, donmuş dünyanın bazı gökbilimcilerin umduğundan daha az oksijen ürettiğini öne sürüyor.
Çalışmayı yöneten Princeton Üniversitesi'nden plazma fizikçisi Jamey Szalay, “Bu, beklediğimizin en alt seviyesinde” dedi. Ancak yaşanabilirlik açısından “tamamen yasaklayıcı değil” diye ekledi.
Dünya'da bitkilerin, planktonların ve bakterilerin fotosentezi atmosfere oksijen pompalar. Ancak Avrupa'da süreç farklı işliyor. Uzaydan gelen yüklü parçacıklar ayın buz kabuğunu bombalayarak donmuş suyu hidrojen ve oksijen moleküllerine ayırır.
“Buz kabuğu Avrupa'nın akciğerleri gibidir” dedi Dr. Szalay. “Yüzey, yani aşağıdaki okyanusu zararlı radyasyondan koruyan yüzey, tabiri caizse nefes alıyor.”
Gökbilimciler bu oksijenin Avrupa'nın sulu yeraltı dünyasına gidebileceğini tahmin ediyor. Colorado Boulder Üniversitesi'nden gezegen bilimcisi Fran Bagenal, eğer öyleyse, okyanus tabanındaki volkanik malzemeyle karışarak “sonunda yaşamın ortaya çıkmasına neden olabilecek kimyasal bir çorba” yaratabileceğini söyledi.
Jüpiter'in kalın bulut örtüsünün altında ne olduğunu bulmak için 2011 yılında fırlatılan Juno yörünge aracı, şimdi gezegenin halkalarını ve uydularını keşfetmek üzere genişletilmiş bir görevde. Araçta JADE adı verilen ve Jovian Auroral Dağılım Deneyi'nin kısaltması olan bir alet bulunuyor. Dr. Szalay'ın ekibi, Juno Europa'yı saran plazma boyunca uçarken JADE tarafından toplanan verileri inceledi.
Ancak doğrudan oksijeni aramıyorlardı; hidrojeni sayıyorlardı. Molekül çok hafif olduğu için Europa'nın yüzeyinde üretilen hidrojenin tamamı atmosfere doğru süzülüyor. Daha ağır olan oksijenin daha aşağıda asılı kalması veya buzun içinde sıkışıp kalması daha olasıdır.
Ancak her iki molekül de aynı kaynaktan geliyor: parçalanmış donmuş H₂O.
“Dolayısıyla hidrojeni ölçersek ne kadar oksijen üretildiğini doğrudan belirleyebiliriz” dedi Dr. Szalay.
Ekip, Europa'nın yüzeyinin her saniye yaklaşık 13 ila 40 pound oksijen ürettiğini buldu. Bu, günde 1000 tondan fazla, yani Dallas Cowboys futbol stadyumunu yılda 100 kez doldurmaya yetiyor.
Önceki çalışmalar saniyede 2.245 pound'a kadar değişen aralıklar rapor ederken, bu sonuç bu aralığın üst sınırının olası olmadığını gösteriyor. Dr. Ancak bu, Avrupa'nın yaşanabilirlik potansiyelini mutlaka etkilemez.
“Hayatı desteklemek için ne kadar oksijene ihtiyacınız olduğunu gerçekten bilmiyoruz” dedi. “Dolayısıyla bunun daha önce istenen bazı tahminlerden daha düşük olması büyük bir endişe kaynağı değil.”
Çalışmada yer almayan Boston Üniversitesi'nden gezegen bilimci Carl Schmidt, Europa'nın atmosferini incelemek “bir sistem olarak ay hakkında daha fazla şey öğrenmek için yapbozun önemli bir parçası” dedi.
Ancak sonuçlar yalnızca buzda üretilen oksijen miktarını doğruluyor. Çalışma, molekülün ne kadarının atmosfere karıştığını veya buza nasıl nüfuz edip alttaki okyanusu nasıl zenginleştirebileceğini açıklamıyor.
Başka bir deyişle, dedi Dr. Schmidt: “Artışla karşılaştırıldığında düşüşün ne kadar güçlü olduğuna dair hâlâ bir fikrimiz yok.”
Juno, küresel su dünyasına daha fazla yakın uçuş yapmayacak, ancak özellikle Avrupa'yı keşfetmek için tasarlanan yeni nesil görevler daha fazla yanıt bulabilir. Avrupa Uzay Ajansı'nın 2031 yılında Jüpiter sistemine ulaşması beklenen Jüpiter Buzlu Ay Kaşifi'nin, Avrupa Okyanusu'nun varlığını ve boyutunu doğrulaması bekleniyor. Ekim ayında fırlatılması planlanan NASA'nın Europa Clipper'ı da ayın buzlu kabuğunun altındaki suyla nasıl etkileşime girdiğini inceleyecek.
Şu anda gökbilimcilerin elleri Juno'dan gelen verilerle dolu. Uçuş sadece birkaç dakika sürse de, Europa'nın atmosferi yakınındaki plazmanın bileşimi ilk kez doğrudan ölçülüyordu.
Dr., “Bu buzdağının sadece görünen kısmı” dedi. Szalay. “Tüm hazineyi bulmak için uzun yıllar boyunca sadece bu yakın geçişi kazacağız.”