“Chaos” Europy: gdzie lepiej wysłać misję do nauki satelity Jowisza?

0
32

Европа

“Bezpośrednie pobieranie próbek oceanu Europy stanowi poważny technologiczny wyzwanie i będzie możliwy jeszcze nie teraz — mówi геобиолог Калтеха Woody Fischer. — Ale jeśli będziemy mogli wziąć próbki znajdujące się w pomieszczeniach chaosu, mogą wiele odkryć o składzie i dynamice oceanu na dole”. Uważa się, że ocean może być na głębokości 100 kilometrów. Chaos (chaos terrain) w tym przypadku to pojęcie stosowane w geologii planetarnej, jak również do opisu obszarów na powierzchni ciał niebieskich, które mają chaotyczne terenu. Takie obszary zbudowane z chaotycznej skróty grzbietów, pęknięć, plateau i innych typów struktur. Ich znaleźli na Marsie i w Europie.

Satelita Jowisza, Europa, uważa się, że ukrywa ogromny słony ocean pod jego lodową skorupą, a ten ocean, mówią naukowcy, ma potencjał, aby zachować życie. Nie tak dawno temu NASA sugerował wysłać do lodowy księżyc misję w celu znalezienia elementów, które mogą wskazywać na życie. Ale gdzie szukać najlepiej?

Ostatnie badania zespołu Калтеха, w tym Mike ‘ a Browna, profesora astronomii planetarnej i profesora im. Richard i Barbara Rosenberg, a także Kevina Хэнда, астробиолога i планетолога w Laboratorium napędu odrzutowego NASA wykazały, że najlepszym miejscem do wyszukiwania mogą być иссеченные, nierówne powierzchnie tzw. “chaosu” Europy.

“Jeśli wyobrazić miejsce w Europie, gdzie oceaniczna woda niedawno rozpłynęła się i wyrzuciła substancji chemicznych na powierzchni, to będzie to. Jeśli kiedykolwiek weźmy pobieranie próbek i каталогизируем wykrytą tam chemię, możemy dowiedzieć się, co działo się na dnie oceanu Europy i, być może, znajdziemy organiczne składniki, co będzie z pewnością ciekawe”.

“Znaliśmy przez długi czas że świeże lodowa powierzchnia Europy, która jest pokryta pęknięciami i grzbietami i która zmienia ulga, jest zewnętrznym podpisem ogromnego wewnętrznego słonego oceanu — mówi Brown. — Obszar chaotycznym terenu pokazują sygnatury dużych lodowych płyt, które zostały podzielone, zmieniali pozycje i znowu jest zimno. Regiony te są szczególnie interesująca, ponieważ woda z oceanów poniżej mogła wspiąć się na powierzchnię przez szczeliny i zostawić tam osady. To może wiele powiedzieć o aktywności na granicy stałego jądra i oceanu”.

W poszukiwaniu takich osadów, naukowcy na nowo spojrzeli na dane, wykonane w 2011 roku na teleskopie osadu Filtracyjnego na Hawajach z pomocą спектрографа OSIRIS. Spektrografy rozbijają światło na jego części składowych, a następnie mierzą ich częstotliwości. Każdy pierwiastek chemiczny ma unikalne светопоглощающими cech, спектральными paskami. Widmowy wzór, który powstaje w procesie absorpcji światła o określonej długości fali, można użyć do identyfikacji składu chemicznego minerałów na powierzchni Europy w отраженному światło.

Европа

Narzędzie OSIRIS mierzy widmo w podczerwieni długościach fal. “Minerały, które spodziewamy się znaleźć w Europie, mają charakterystyczne widma odciski w podczerwieni świetle — mówi Fisher. — Połącz to z niezwykłymi zdolnościami optyka adaptacyjna na teleskopie osadu Filtracyjnego, a otrzymasz bardzo potężne narzędzie. Mechanizmy adaptacyjne optyki zmniejsza rozmycia spowodowane турбулентностью w ziemskiej atmosferze, za wynik pomiaru zniekształceń obrazu na jasnej gwiazdy lub lasera i mechanicznej korekcji.

Obserwacje OSIRIS produkowali gamę ponad 1600 poszczególnych punktów na powierzchni Europy. Aby przyczynić się w ten zestaw danych sens, Fischer opracował nową metodę sortowania i identyfikacji głównych grup sygnatur spektralnych.

“Patrick opracował bardzo inteligentny nowy matematyczny narzędzie, które pozwala zabrać zbiór widm i automatycznie, bez żadnych wcześniej ludzkich przekonań, klasyfikowania ich według liczby różnych widm” — mówi Brown. To oprogramowanie udać się dopasować te grupy wskazań z kartą powierzchni Europy, stworzonej w trakcie misji NASA Galileo, składnik karty konie satelitów z końca lat 90-tych. W rezultacie wyszło wizualny przewodnik skład regionów, w których była zainteresowana drużyna.

W trakcie analizy zidentyfikowano trzy kompozycyjnie różnych kategorii widm. Pierwsza — wodny lód, dominujący na powierzchni Europy. Druga kategoria zawiera substancje chemiczne, powstające, gdy jonizacyjne siarka i tlen — może od aktywności wulkanicznej księżyca Io, która jest w pobliżu, — bombardują powierzchnię Europy i reagują z lokalnymi lodem. Dane te są zgodne z wynikami poprzedniej pracy wykonanej Browna, Хэндом i innymi w identyfikacji powierzchni chemii Europy.

Ale trzecia grupa chemicznych wskaźników była bardziej interesująca. Ona nie odpowiadała ani lodu, ani серным grup, i nie można było go z łatwością wyróżnić z soli minerałów, jak tego można było się spodziewać na podstawie wcześniejszej wiedzy o Europie. Magnez, jak uważali, znajduje się na powierzchni, ale ma słabą widmowej podpis, i ten trzeci zestaw wskazań nie pasuje do czegoś, co już wiedzieli o Europie. “W rzeczywistości, nie spełnia ani jednego соленому materiału, który wcześniej kojarzyło się z Europą”, mówi Brown.

Gdy tę trzecią grupę zadane na powierzchni, trafiła na хаотическую teren. “Patrzyłem na mapy trzeciej grupy widma i okazało się, że ona w przeważającej części zgodne z regionów chaosu, oznaczonych na zdjęciach “Galilea”. To było zdumiewające odkrycie — mówi Fisher. — Najważniejszym wynikiem tego badania było zrozumienie, że te materiały są rodzime dla Europy, bo są wyraźnie związane z obszarami niedawnej aktywności geologicznej”.

Skład tych osadów do tej pory nie został zdefiniowany. “Myślimy, że to soli, pozostałe po tym, jak duża ilość wód oceanicznych wyłaniał się na powierzchnię, a następnie zniknęła”. Brown porównuje te regiony z ich ziemskimi odpowiednikami. “Mogą to być zarówno duże solniska w pustynnych regionach świata, w których skład chemiczny soli odzwierciedla wszystkie materiały, rozpuszczone w wodzie do jej odparowania”.