James Webb Uzay Teleskobu’ndan yapılan gözlemler, Jüpiter’in uydusu Europa’daki CO2 buzunun yüzey altı okyanusundan kaynaklandığını öne süren iki bağımsız çalışmaya yol açtı. Bu bulgular, dünya dışı yaşam arayışında ana hedef olarak kabul edilen Europa’nın iç okyanusunun bileşimine dair yeni bilgiler sunuyor.
İki çalışma CO’nun2 Europa’nın yüzeyindeki oluşumlar ayın iç okyanusundan kaynaklanmıştır.
Webb Uzay Teleskobu’nun Avrupa’ya ilişkin son gözlemleri, Ay’ın CO2’sinin2 buzun yüzey altı okyanusundan kaynaklanması, dünya dışı yaşam için bu potansiyel merkezde bol miktarda karbon bulunduğunun altını çiziyor.
CO’nun kökeni2 Jüpiter’in Ay Europa’sında
Son zamanları kullanan bir çift bağımsız çalışma James Webb Uzay Teleskobu (JWST) karbondioksit (CO) gözlemleri2) buz Jüpiter‘ın uydusu Europa, CO’yu gösterir2 buzlu vücudun yeraltı okyanusundaki bir kaynaktan geliyor. Her iki araştırma grubundan elde edilen bulgular, Europa’nın iç okyanusunun az bilinen bileşimi hakkında yeni bilgiler sağlıyor.
Katı su buzu kabuğunun altında, Jüpiter’in uydusu Europa’nın, tuzlu sıvı sudan oluşan bir yeraltı okyanusuna sahip olduğu düşünülüyor. Bu nedenle Europa, Güneş Sistemi’nin başka yerlerinde yaşam arayışında birincil hedeftir. Bu derin okyanusun potansiyel yaşanabilirliğini değerlendirmek, karbon gibi biyolojik olarak gerekli elementlerin bolluğu da dahil olmak üzere kimyasına bağlıdır.
Önceki araştırmalar katı CO’nun varlığını tanımlamıştı2 Europa’nın yüzeyinde buz var, ancak CO’nun olup olmadığını belirlemek mümkün olmadı.2 Yeraltı okyanusundan kaynaklanan, göktaşı çarpmalarıyla ayın yüzeyine ulaşan veya Jüpiter’in manyetosferiyle etkileşimler yoluyla yüzeyde üretilen. CO kaynağının belirlenmesi2 Europa’nın iç okyanusunun kimyasını kısıtlayabilir.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera), Jüpiter’in uydusu Europa’nın yüzeyinin bu resmini yakaladı. Webb, Europa’nın buzlu yüzeyinde muhtemelen ayın yer altı okyanusundan kaynaklanan karbondioksit tespit etti. Bu keşfin, Avrupa okyanusunun potansiyel yaşanabilirliği açısından önemli sonuçları var. Ay çoğunlukla mavi görünür çünkü daha kısa kızılötesi dalga boylarında daha parlaktır. Beyaz özellikler, yüzeyde artan karbondioksit buzunu gösteren kaos arazisi Powys Regio (solda) ve Tara Regio’ya (ortada ve sağda) karşılık geliyor. Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Cornell Üniversitesi), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
CO analizi2 Avrupa’da Dağıtım
İki ayrı çalışmada araştırmacılar, JWST ile elde edilen, Europa’nın yüzeyindeki CO2’nin yakın kızılötesi spektroskopisini analiz ediyor.
Bir çalışmada Samantha Trumbo ve Michael Brown, CO dağılımını haritalandırmak için JWST verilerini kullandılar.2 Avrupa’da en yüksek CO bolluğunu buldu2 Jeolojik olarak bozulan yeniden yüzeye çıkan malzemelerin “kaos arazisi”nin hakim olduğu yaklaşık 1.800 kilometrekarelik bir bölge olan Tara Regio’da bulunuyor.
Araştırmacılara göre CO miktarı2 Yakın zamanda yeniden ortaya çıkan bu bölgede (Avrupa’nın yüzeyindeki en genç arazilerden biri) tespit edilen bu bölge, bunun dahili bir karbon kaynağından türetildiğini gösteriyor. Bu şu anlama gelir: CO2 Europa’nın yeraltı okyanusunda oluşmuş ve jeolojik olarak yakın bir zaman ölçeğinde yüzeye çıkarılmıştır.
Ancak yazarlar CO oluşumunun2 yüzeyde okyanus kaynaklı organik maddeler veya karbonatlardan kaynaklandığı tamamen göz ardı edilemez. Her iki yorumda da yeraltı okyanusunun karbon içerdiğini söyleyebiliriz.
Bu grafik, ilk panelde NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) ile Europa yüzeyinin bir haritasını ve sonraki üç panelde Webb’in NIRSpec/IFU (Yakın Kızılötesi Spektrografın İntegral Alan Birimi) verilerinden türetilen kompozisyon haritalarını göstermektedir. Kompozisyon haritalarında beyaz pikseller, Tara Regio (ortada ve sağ) olarak bilinen büyük ölçekli kaos bölgesi bölgesindeki karbondioksite karşılık gelirken, kaos bölgesi Powys Regio’nun (solda) bazı kısımlarında ek konsantrasyonlar var. İkinci ve üçüncü paneller kristal karbondioksitin kanıtlarını gösterirken, dördüncü panel karbondioksitin karmaşık ve amorf bir formunu gösteriyor. Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Cornell Üniversitesi), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Başka Bir Çalışmadan Eşzamanlı Bulgular
Aynı JWST verilerinin bağımsız bir çalışmasında Geronimo Villanueva ve meslektaşları CO’nun2 Europa’nın yüzeyinde diğer bileşiklerle karışır. Araştırma ekibi ayrıca CO’nun2 Tara Regio’da yoğunlaşmış olması, ay yüzeyindeki karbonun içeriden kaynaklandığının bir göstergesi olarak yorumlanıyor.
Yazarlar buzun değerini ölçtüler 12C/13C izotop oranı, ancak abiyotik veya biyojenik kaynak arasında ayrım yapılamadı. Ayrıca araştırma ekibi, ayın buzlu kabuğunu delen uçucu madde bulutlarını da araştırdı. Her ne kadar önceki çalışmalar bu özelliklerin kanıtlarını bildirmiş olsa da, yazarlar JWST gözlemleri sırasında herhangi bir duman bulutu aktivitesi tespit etmemişlerdir.
Europa’daki duman aktivitesinin seyrek olabileceğini veya bazen aramalarına dahil ettikleri uçucu gazları içermediğini savunuyorlar. Her iki çalışmanın sonuçları birbirini tamamlıyor ve Europa’nın yeraltı okyanusunun bol miktarda karbon içerdiği sonucunu güçlendiriyor.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için NASA’nın Webb, Avrupa Yüzeyinde Karbon Kaynağını Buluyor başlıklı makaleye bakın.
Referanslar:
“CO dağılımı2 “Avrupa’da karbonun dahili bir kaynağının varlığına işaret edilmektedir”, Samantha K. Trumbo ve Michael E. Brown, 21 Eylül 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.adg4155
“Endojen CO2 Avrupa yüzeyinde buz karışımı var ve duman bulutu aktivitesi tespit edilmiyor” Yazan: GL Villanueva, HB Hammel, SN Milam, S. Faggi, V. Kofman, L. Roth, KP Hand, L. Paganini, J. Stansberry, J. Spencer , S. Protopapa, G. Strazzulla, G. Cruz-Mermy, CR Glein, R. Cartwright ve G. Liuzzi, 21 Eylül 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.adg4270