Dacă vrem să găsim viață în Europa, ar fi bine să aducem un exercițiu

Luna lui Jupiter Europa, o lume mare cu un vast ocean înghețat, este considerată a fi una dintre cele mai bune candidate pentru găzduirea vieții în altă parte a sistemului solar. NASA are Se ia în considerare transmisia sondei la suprafața lunii pentru a vedea dacă gheața conține substanțe chimice care indică prezența vieții, dar acest proiect Este încă în etapa de evaluare.

O lucrare publicată luni explică ce ar fi nevoie pentru ca această misiune să aibă șanse mari să găsească aceste substanțe chimice. Pentru a detecta orice materie primitivă, sonda va trebui să poarte un burghiu capabil să se deplaseze cu cel puțin un metru sub suprafața lunii.

Remodelarea suprafeței

Tulpinile gravitaționale pe care Jupiter și celelalte luni mari ale sale le-au plasat pe Europa sunt sursa de energie care menține o parte din apa lichidă a lunii. Dar partea lichidă a Europei – despre care se crede că se află în jurul lățimii Lunii – se află la zeci de kilometri sub gheața de pe suprafața lunii. Deci, descoperirea dovezilor vieții nu este o chestiune de a privi de pe orbită.

Cu toate acestea, cercetătorii speră că aceste dovezi vor ajunge în cele din urmă acolo unde le putem studia. Există indicii că Europa Suprafața a fost remodelată Printr-un proces similar cu tectonica de plăci, avem chiar și un indiciu al acesteia Încălzitoarele pot pătrunde Ice Europa. Aceste procese pot muta materialul din adâncurile Lunii pe suprafața sa, transportând fie organisme vii, fie substanțe chimice asociate.

Una dintre problemele cu orice lander este ce se întâmplă odată ce materialele ajung acolo. Regiunea de lângă Jupiter este expusă la radiații intense din cauza câmpurilor magnetice ale planetei gigantice. Pe lângă distrugerea oricăror organisme vii care trăiesc imediat din cauza lipsei unei atmosfere la suprafață, radiația va transforma chimic substanțele chimice în timp. Am găsi mai degrabă un amestec inexplicabil de substanțe chimice organice decât ceva pe care l-am putea asocia în mod clar cu viața.

Soluția evidentă ar fi să privim sub suprafață, deoarece gheața va proteja materialul dacă este suficient de adânc. Dar aceasta nu este o protecție garantată, deoarece suprafața Europei este, de asemenea, afectată de influențe care, în absența unei atmosfere, nu ar avea probleme să lovească direct suprafața.

Pentru a avea șanse mari să găsim substanțe chimice care să reflecte mediul acvatic al lunii, va trebui să forăm sau să forăm atât sub adâncimea radiației de suprafață, cât și pe cea care probabil a provocat efectele.

Cât de adâncă este?

Noua lucrare explorează cât de adânc va trebui să sapăm. Dacă trebuie doar să ajungem sub punctul în care ajunge radiația, va trebui să sapăm doar câțiva centimetri. Cei patru cercetători – toți din instituții cu sediul în SUA – s-au concentrat asupra faptului dacă impactul ar face ca suprafața să se încrețească suficient pentru a ne cere să sapăm mai adânc.

Procesul, numit grădinărit cu efect, poate fi modelat. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoaștem câteva proprietăți ale suprafeței afectate (gheață, în acest caz), frecvența impacturilor și magnitudinea acestor impacturi. Folosind aceste informații, putem vedea rata efectului cumulativ în timp. De asemenea, putem avansa până la un punct în care sistemul ajunge la echilibru și craterele dispar de pe suprafață, umplându-le cu resturi la aceeași frecvență cu care sunt create.

Modelul este complicat de faptul că impacturi mai mari aruncă resturi mici, care creează, de asemenea, impacturi atunci când materialul revine la suprafața lunară, dar acest rid poate fi de asemenea luat în considerare.

În cele din urmă, trebuie să estimăm frecvența efectelor și magnitudinea efectelor. Două au fost utilizate în mod obișnuit în literatură: una bazată pe numărul de cratere folosind date de pe orbitatorul Galileo, iar a doua dezvoltată prin numărarea de blițuri de impact. Cercetătorii au ales să le folosească pe ambele, construind modele separate pentru fiecare. În cele din urmă, au produs rezultate foarte similare.

În Europa, impactul horticulturii de pe acoperiș a dus la o adâncime medie de aproximativ 30 cm. Orice altceva mai aproape de suprafață decât acela a fost expus la un moment dat sau suficient la radiații suficiente pentru a transforma orice substanțe chimice din ea.

Lume veche

Dar Europa există de mai bine de 4 miliarde de ani și există multe indicii că părți ale suprafeței sale sunt mai noi, altele mai vechi. După toate probabilitățile, a existat foarte puțină suprafață a Europei în loc pentru întreaga perioadă. Mai practic, dacă presupunem că putem ateriza o sondă într-una din regiunile mai noi, șansele sunt de a găsi o schimbare în materialele originale. Pentru un sit aflat la suprafață de 10 milioane de ani, cercetătorii estimează că o adâncime mai mare de un metru asigură faptul că materialele pe care le găsim nu vor fi expuse la radiații.

Pentru a crește șansele ca o misiune să aibă succes, va trebui să ne concentrăm pe zone relativ mici. Cercetătorii observă, de asemenea, că bombardamentul cu radiații nu afectează în mod egal Europa, deci putem viza și zone cu expunere mai mică la radiații. Dar chiar și cu aceste avantaje, va trebui să aducem tehnologie care să ne permită să sapăm mai adânc decât am făcut vreodată pe orice alt corp decât Pământul.

Astronomie naturală, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-021-01393-1 (Despre DOI).