JWST našiel na Európe uhlík

Väčšina planét a mesiacov v slnečnej sústave je jednoznačne bez života. Zem je jedinou výnimkou. Existuje však niekoľko svetov, kde existujú podmienky, ktoré sú zaujímavé z hľadiska možnosti mimozemského života.

Najdôležitejším telesom pre hľadanie života je Jupiterov mesiac Európa a práve na tomto mesiaci objavil JWST uhlík. To robí tento mesiac a jeho podpovrchový oceán ešte žiadanejším cieľom pre hľadanie života. Život potrebuje pre svoju existenciu chemickú rozmanitosť a medzi touto rozmanitosťou je uhlík nevyhnutnosťou. JWST detegoval pomerne významné množstvo oxidu uhličitého v špecifickom mieste na povrchu Európy nazývanom Tara Regio. Tento región je plný toho, čo voláme chaotický terén. Objavenie oxidu uhličitého na povrchu Európy nemusí nutne znamenať, že sa uhlík nachádza v podpovrchovom oceáne Európy, čo je miesto, kde by sa potenciálny život mohol nachádzať. Povrchový oxid uhličitý mohol byť na povrch mesiaca dopravený z vonkajšieho zdroja, možno meteoritmi. Ak je to tak, neznamená to, že v oceáne, v ktorom by sa mohol nachádzať život, je aj nejaký uhlík. Ale nájsť ho v tomto chaotickom teréne je dôležitým dôkazom.

Ľadový povrch Európy zachytený sondou Galileo rozbitého „chaotického terénu“ (NASA / JPL-Caltech)

Chaotický terén je značne porušená oblasť na ľadovej kôre Európy, kde sú hrebene, trhliny, hrbole a rovinaté oblasti veľmi chaoticky zmiešané. Ide o oblasť otrasov, kde sa môže materiál potenciálne pohybovať tam a späť medzi povrchom a oceánom. Takže objavenie oxidu uhličitého je veľmi silným náznakom, že uhlík pochádza z oceánu mesiaca Európa. Na Zemi má život rád chemickú rozmanitosť, čím je väčšia tým lepšie. Život ako ho poznáme, je založený na uhlíku. Pochopenie chémie oceánu Európy nám pritom pomôže určiť, či je nepriateľský voči životu, ako ho poznáme, alebo či by to mohlo byť dobré miesto pre život. Uhlík je chrbtovou kosťou života, pretože ľahko vytvára väzby s inými prvkami. Potrebuje mať okolo seba rôzne prvky, aby dokázal vytvoriť viac typov molekúl. Rozmanitosť znamená potenciál v chemickom svete, takže nájdenie uhlíka, ktorý pochádza z oceánu, je vzrušujúcim náznakom toho, aké typy molekúl by sa mohli vytvoriť v oceáne Európy.

Snímka zobrazuje mapu povrchu Európy získanú  NIRCam JWST v prvom paneli a kompozičné mapy odvodené z údajov NIRSpec/IFU (Near Infrared Spectrograph’s Integral Field Unit) v nasledujúcich troch paneloch. V kompozičných mapách biele pixely zodpovedajú oxidu uhličitému v rozsiahlej oblasti známej ako Tara Regio (v strede a vpravo), s ďalšími koncentráciami v častiach oblasti Powys Regio (vľavo). Druhý a tretí panel ukazujú dôkazy o kryštalickom oxide uhličitom, zatiaľ čo štvrtý panel naznačuje komplexnú a amorfnú formu oxidu uhličitého. : NASA, ESA, CSA, G. Villanueva (NASA / GSFC), S. Trumbo (Cornell Univ.), A. Pagan (STScI)

HST v roku 2019 našiel na povrchu Európy  soľ a to aj v oblasti Tara Regio. To je veľmi silný dôkaz toho, že oceán na Európe je slaný. To spolu s ďalšími údajmi naznačuje, že Európa má teplý slaný oceán so skalnatým morským dnom. Vedci si myslia, že rozhranie medzi vodou a skalou je dôležitým prekurzorom života.  Pridanie uhlíka do tejto „polievky“ len zvyšuje šancu na vznik a udržanie života. Okrem toho tento objav pomáha meniť a spresňovať ciele budúcich misií ako je napríklad JUICE agentúry ESA a Europa Clipper agentúry NASA.

Umelecký koncept JUICE, orbitálnej misie Jupiterových mesiacov. (ESA)

Finálna misia na mesiac Európa zahrňuje použitie technológie, ktorá by roztopila alebo prevŕtala ľadovú kôru a následne odobrala vzorky oceánu. Ale to je ešte ďaleká budúcnosť, nakoľko misia JUICE a Europa Clipper na mesiaci Európa nepristanú. Takže JWST robí na diaľku čo sa dá, aby nám pomohol pochopiť, čo všetko je ukryté pod ľadovou kôrou. Veľmi dôležitou a zatiaľ nezodpovedanou otázkou je, či na Európe existuje interakcia medzi skalnatým položím a oceánom. Na zodpovedanie tejto otázky si asi ešte chvíľu počkáme, nakoľko je len predmetom diskusií. Povaha objaveného oxidu uhličitého naznačuje, že uhlík bol uložený na povrch Európy pomerne nedávno. Na povrchu Európy totiž oxid uhličitý nie je stabilný, takže jeho objav v relatívne mladej povrchovej oblasti umocňuje myšlienku, že pochádza priamo z Európy a to v geologicky nedávnej udalosti. Za dopravu materiálu z oceánov na povrch Európy by mali byť zodpovedné vodné gejzíry produkujúce vodné oblaky. HST tieto útvary pozoroval a sú zachytené na troch z desiatich snímok. Vedci dúfali, že oveľa výkonnejší JWST ich opäť zachytí. Ak by sa to podarilo, potom by bolo možné začať určovať hornú hranicu množstva uhlíka, ktorý sa na povrchu Európy ukladá. Pozorovací tím ale nedokázal tieto gejzíry pomocou JWST nájsť. To samozrejme neznamená, že neexistujú, môžu byť ale značne prerušované alebo variabilné.

Zatiaľ čo sa  JWST bežne dostáva na titulky novín pre svoje štúdium najstarších a najvzdialenejších objektov nášho vesmíru, získané výsledky ukazujú, že môže tiež veľa povedať aj o našej vlastnej slnečnej sústave. V skutočnosti už výkonný vesmírny teleskop našiel vodné gejzíry na Saturnovom mesiaci Enceladus.

Snímky NIRCam (blízkej infračervenej kamery) vesmírneho teleskopu Jamesa Webba ukazujú oblak vodnej pary tryskajúci z južného pólu Saturnovho mesiaca Enceladus, ktorý je zhruba 40-krát väčší ako samotný mesiac. Snímka orbitera Cassini, ktorá ukazuje, aký malý je Enceladus na snímke JWST v porovnaní s vodným oblakom. (NASA, ESA, CSA, STScI, G. Villanueva (Goddardovo stredisko vesmírnych letov NASA), A. Pagan (STScI).)

Misia ESA JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) bola vypustená v apríli 2023 a v súčasnosti je na svojej dlhej ceste do systému Jupiter. Bude študovať Európu a dva ďalšie mesiace plynného obra, Ganymedes a Callisto. Ganymedes je najväčší mesiac slnečnej sústavy a jeho hlboký oceán môže obsahovať viac vody ako celá Zem. Callisto je tretí najväčší mesiac slnečnej sústavy. Je to zaujímavý objekt, hoci vedci nie sú presvedčení, i má alebo nemá oceán. Misia Europa Clipper agentúry NASA má odštartovať o rok. Misia Europa Clipper je priamo zameraná na štúdium Európy. Sonda by mala doraziť do systému Jupiter v roku 2030, zatiaľ čo JUICE by tam mal doraziť až v roku 2031.

Ale vďaka JWST sa môžeme tešiť na ďalšie objavy v  slnečnej sústave. Získané údaje boli získané v rámci prideleného 10 hodinového pozorovacieho času, ktorý bol pridelený na štúdium podpovrchových oceánov mesiaca Európa a mesiaca Enceladus. Je pritom pozoruhodné, ako málo času trvalo JWST, kým našiel oxid uhličitý. Výkonný vesmírny teleskop potreboval len niekoľko minút svojho drahocenného pozorovacieho času na detekciu uhlíka. Dúfajme, že je to náznak budúcich objavov v slnečnej sústave. Slnečnej sústave je ešte venovaných približne 390 hodín pozorovacieho času JWST. Čo ešte nájde?

Zdroj: UniverseToday.com