أوروبا، التي يُعتقد أنها صالحة للسكن، قد تكون متعطشة للأكسجين

يُعتقد أن قمر المشتري يوروبا يضم محيطًا مالحًا تحت قشرته اللامعة والمتجمدة، مما يجعله عالمًا قد يكون أحد أكثر الأماكن الصالحة للسكن في نظامنا الشمسي.

لكن معظم أشكال الحياة كما نعرفها تحتاج إلى الأكسجين. وهو سؤال مفتوح ما إذا كان محيط أوروبا يمتلكه أم لا.

الآن، حدد علماء الفلك مقدار الجزيء الذي يتم تصنيعه على سطح القمر الجليدي، والذي يمكن أن يكون مصدرًا للأكسجين للمياه الموجودة أسفله. باستخدام بيانات من مهمة جونو التابعة لناسا، نتائجتشير دراسة جديدة نُشرت يوم الاثنين في مجلة Nature Astronomy، إلى أن العالم المتجمد يولد كمية أقل من الأكسجين مما كان يأمل بعض علماء الفلك.

وقال جامي زالاي، عالم فيزياء البلازما بجامعة برينستون الذي قاد الدراسة: “إنها عند الحد الأدنى مما كنا نتوقعه”. وأضاف أنه “ليس محظورا تماما” بالنسبة للسكن.

على الأرض، تقوم عملية التمثيل الضوئي للنباتات والعوالق والبكتيريا بضخ الأكسجين إلى الغلاف الجوي. لكن العملية تعمل بشكل مختلف في أوروبا. تقصف الجسيمات المشحونة من الفضاء القشرة الجليدية للقمر، وتحلل الماء المتجمد إلى جزيئات الهيدروجين والأكسجين.

وقال الدكتور سالاي: “إن القشرة الجليدية تشبه رئة أوروبا”. “السطح – وهو نفس السطح الذي يحمي المحيط تحته من الإشعاع الضار – هو، إلى حد ما، يتنفس.”

ويتكهن علماء الفلك بأن هذا الأكسجين قد ينتقل إلى العالم السفلي المائي لأوروبا. وقال فران باجينال، عالم الكواكب في جامعة كولورادو بولدر، إنه إذا كان الأمر كذلك، فيمكن أن يختلط مع المواد البركانية من قاع البحر، مما يخلق “حساءًا كيميائيًا قد يؤدي في النهاية إلى تكوين الحياة”.

إن المركبة الفضائية جونو، التي تم إطلاقها في عام 2011 لاكتشاف ما يكمن تحت حجاب كوكب المشتري السميك من السحب، هي الآن في مهمة موسعة لاستكشاف حلقات الكوكب وأقماره. يوجد على متن السيارة أداة تسمى JADE، وهي اختصار لتجربة توزيعات جوفيان الشفقية. قام فريق الدكتور سالاي بدراسة البيانات التي تم جمعها بواسطة JADE أثناء تحليق جونو عبر البلازما التي تجتاح أوروبا.

لكنهم لم يبحثوا بشكل مباشر عن الأكسجين، بل كانوا يحسبون الهيدروجين. ولأن الجزيء خفيف جدًا، فإن كل الهيدروجين المنتج على سطح يوروبا يطفو عاليًا في الغلاف الجوي. من المرجح أن يعلق الأكسجين، الأثقل، أو يظل محصوراً في الجليد.

لكن كلا الجزيئين يأتيان من نفس المصدر: تحلل H₂O المتجمد.

قال الدكتور زالاي: «وهكذا، إذا قمنا بقياس الهيدروجين، فلدينا خط مباشر لتحديد كمية الأكسجين التي يتم إنتاجها».

ووجد الفريق أن حوالي 13 إلى 40 رطلاً من الأكسجين يتم توليدها كل ثانية بواسطة سطح يوروبا. وهذا يزيد عن 1000 طن يوميًا، وهو ما يكفي لملء ملعب دالاس كاوبويز لكرة القدم 100 مرة سنويًا.

وبينما أفادت دراسات سابقة عن نطاقات متفاوتة على نطاق واسع تصل إلى 2245 رطلاً في الثانية، فإن هذه النتيجة تظهر أن الحد الأعلى لهذا النطاق غير مرجح. لكن وفقًا للدكتور باجينال، فإن هذا لا يضر بالضرورة بإمكانية أوروبا للسكن.

وقالت: “نحن لا نعرف حقاً مقدار الأكسجين الذي نحتاجه لتكوين الحياة”. “لذا فإن حقيقة أنها أقل من بعض التقديرات التمنيية السابقة لا تمثل مشكلة كبيرة.”

وقال كارل شميدت، عالم الكواكب في جامعة بوسطن والذي لم يشارك في العمل، إن دراسة الغلاف الجوي لأوروبا هي “قطعة لغز مهمة في التعرف على القمر كنظام”.

لكن النتائج تؤكد فقط كمية الأكسجين المتولدة في الجليد. ولا تكشف الدراسة عن مقدار الجزيء الذي يضيع في الغلاف الجوي، أو كيف يمكن أن يتخلل الجليد لإثراء المحيط أدناه.

وبعبارة أخرى، قال الدكتور شميدت: “ما زلنا لا نملك أي فكرة عن مقدار الانخفاض مقارنة بالارتفاع”.

لن تقوم جونو بأي رحلات جوية قريبة أخرى من عالم المياه العالمي، لكن مهمات الجيل التالي المصممة خصيصًا لدراسة أوروبا قد تجد المزيد من الإجابات. ويهدف مستكشف أقمار المشتري الجليدية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، والمتوقع أن يصل إلى نظام جوفيان في عام 2031، إلى تأكيد وجود محيط أوروبا وحجمه. و ناسا أوروبا كليبرومن المقرر إطلاقه في أكتوبر، وسيقوم بالتحقيق في كيفية تفاعل قشرة القمر الجليدية مع الماء الموجود بالأسفل.

في الوقت الحالي، علماء الفلك مشغولون بالبيانات القادمة من جونو. على الرغم من أن التحليق استمر بضع دقائق فقط، إلا أنها كانت المرة الأولى التي يتم فيها قياس تركيبة البلازما بالقرب من الغلاف الجوي لأوروبا بشكل مباشر.

قال الدكتور سالاي: “هذا مجرد غيض من فيض”. “لسنوات عديدة، سنقوم بالحفر خلال هذا التحليق الوحيد للعثور على كل الكنز.”