Europa, waarvan men denkt dat het bewoonbaar is, heeft mogelijk geen zuurstof meer

Men denkt dat Jupiters maan Europa een zoute oceaan herbergt onder zijn heldere, ijskoude korst, waardoor het een wereld is die een van de meest bewoonbare plekken in ons zonnestelsel zou kunnen zijn.

Maar het meeste leven zoals wij dat kennen heeft zuurstof nodig. Het is een open vraag of de Europese periferie dit wel of niet heeft.

Nu hebben astronomen bepaald hoeveel van het molecuul wordt gemaakt op het oppervlak van de ijskoude maan, wat een bron van zuurstof zou kunnen zijn voor het water eronder. Met behulp van gegevens van NASA's Juno-missie, resultatenEen nieuwe studie die maandag in het tijdschrift Nature Astronomy is gepubliceerd, suggereert dat de bevroren wereld minder zuurstof genereert dan sommige astronomen hadden gehoopt.

“Het is aan de onderkant van wat we hadden verwacht”, zegt Jami Szalay, een plasmafysicus aan de Princeton University die het onderzoek leidde. Hij voegde eraan toe dat het “niet volledig verboden” is voor huisvesting.

Op aarde pompt fotosynthese door planten, plankton en bacteriën zuurstof in de atmosfeer. Maar in Europa werkt het proces anders. Geladen deeltjes uit de ruimte bombarderen de ijzige korst van de maan en breken het bevroren water af in waterstof- en zuurstofmoleculen.

“De ijskorst is als de longen van Europa”, zei Dr. Salai. “Het oppervlak – hetzelfde oppervlak dat de oceaan eronder beschermt tegen schadelijke straling – ademt tot op zekere hoogte.”

Astronomen speculeren dat deze zuurstof naar de waterige onderwereld van Europa kan worden getransporteerd. Als dat zo is, zou het zich kunnen vermengen met vulkanisch materiaal van de zeebodem, waardoor een ‘chemische soep ontstaat die uiteindelijk zou kunnen leiden tot de vorming van leven’, zegt Fran Bagnall, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Colorado Boulder.

Het Juno-ruimtevaartuig, gelanceerd in 2011 om te ontdekken wat er onder de dikke wolkensluier van Jupiter ligt, is nu op een uitgebreide missie om de ringen en manen van de planeet te verkennen. Aan boord is een instrument genaamd JADE, een afkorting van het Jovian Auroral Distributions Experiment. Het team van Dr. Salai bestudeerde gegevens verzameld door JADE tijdens Juno's vlucht door het plasma dat door Europa raasde.

Maar ze zochten niet rechtstreeks naar zuurstof, ze telden waterstof. Omdat het molecuul zo licht is, zweeft alle waterstof die op het oppervlak van Europa wordt geproduceerd hoog de atmosfeer in. Zuurstof, die zwaarder is, heeft een grotere kans vast te zitten of vast te blijven zitten in het ijs.

Maar beide moleculen komen uit dezelfde bron: de afbraak van bevroren H₂O.

“Dus als we waterstof meten, hebben we een directe lijn om te bepalen hoeveel zuurstof er wordt geproduceerd,” zei Dr. Szalay.

Het team ontdekte dat er elke seconde ongeveer 13 tot 40 pond zuurstof door het Europese oppervlak wordt gegenereerd. Dat is meer dan 1.000 ton per dag, genoeg om het voetbalstadion van de Dallas Cowboys 100 keer per jaar te vullen.

Terwijl eerdere studies zeer variërende bereiken tot 2245 pond per seconde hebben gerapporteerd, toont dit resultaat aan dat de bovengrens van dat bereik onwaarschijnlijk is. Maar volgens Dr. Bagnall is dit niet noodzakelijkerwijs schadelijk voor de bewoonbaarheid van Europa.

“We weten niet echt hoeveel zuurstof we nodig hebben om leven te vormen,” zei ze. “Dus het feit dat het lager is dan sommige van de eerdere wensschattingen is geen probleem.”

Het bestuderen van de atmosfeer van Europa is “een belangrijk puzzelstukje bij het leren over de maan als systeem”, zegt Carl Schmidt, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Boston die niet bij het werk betrokken was.

Maar de resultaten bevestigen alleen de hoeveelheid zuurstof die in het ijs wordt gegenereerd. De studie onthult niet hoeveel van het molecuul verloren gaat in de atmosfeer, of hoe het door het ijs zou kunnen dringen om de oceaan eronder te verrijken.

Met andere woorden: “we hebben nog steeds geen idee hoeveel er omlaag is vergeleken met omhoog”, zei Dr. Schmidt.

Juno zal geen korte vlucht meer langs de mondiale waterwereld maken, maar missies van de volgende generatie die specifiek zijn ontworpen om Europa te bestuderen, kunnen mogelijk meer antwoorden vinden. ESA's Jupiter Icy Moons Explorer, die naar verwachting in 2031 in het Jupiterstelsel zal arriveren, heeft tot doel het bestaan ​​en de omvang van de Europese oceaan te bevestigen. En NASA Europa ClipperDe lancering staat gepland voor oktober en zal onderzoeken hoe de ijskoude korst van de maan in wisselwerking staat met het water eronder.

Op dit moment zijn astronomen druk bezig met gegevens afkomstig van Juno. Hoewel de vlucht slechts een paar minuten duurde, was het de eerste keer dat de samenstelling van plasma nabij de atmosfeer van Europa rechtstreeks werd gemeten.

“Dit is slechts het topje van de ijsberg,” zei Dr. Salai. “Jarenlang zullen we deze ene vlucht doorzoeken om alle schatten te vinden.”