エウロパの接近飛行から得られた驚くべき酸素の洞察

氷に覆われた木星の衛星は、24 時間ごとに 1,000 トンの酸素を生成します。これは、100 万人の人間が 1 日に呼吸できる量です。

科学者

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” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>ジュピター 木星の衛星エウロパで生成される酸素の割合は、これまでのほとんどの研究よりも大幅に少ないと計算されました。 3月4日に掲載されました 自然天文学、この発見は、探査機の木星オーロラ分布実験（JADE）装置によって収集されたデータを使用して、氷の月の表面から放出される水素を測定することによって得られました。

この論文の著者らは、生成される酸素の量を毎秒約 26 ポンド (毎秒 12 キログラム) であると推定しています。 以前の推定では、毎秒数ポンドから 2,000 ポンド以上 (毎秒 1,000 キログラム以上) までの範囲がありました。 科学者たちは、この方法で生成された酸素の一部が、代謝エネルギー源の可能性として月の地下の海に流入する可能性があると考えています。

エウロパの生命の可能性

赤道の直径は 1,940 マイル (3,100 キロメートル) で、エウロパは世界の中で 4 番目に大きいです。 木星の既知の95個の衛星 4 つのガリレオ衛星の中で最も小さい。 科学者たちは、その氷の地殻の下には塩分を含んだ広大な内海が潜んでいると考えており、生命を支える条件が地表の下に存在する可能性に興味を持っています。

宇宙生物学者が注目しているのは水だけではありません。木星の月の位置も生物学的な可能性において重要な役割を果たしています。 エウロパの軌道は、ガス巨人の放射線帯のちょうど真ん中に位置します。 木星からの帯電粒子またはイオン化粒子が氷の表面に衝突し、水分子を 2 つに分裂させて酸素を生成し、酸素が月の海に流れ込む可能性があります。

この図は、木星からの荷電粒子がエウロパの表面に衝突し、凍った水分子が酸素と水素の分子に分裂する様子を示しています。 科学者らは、挿入画像に描かれているように、これらの新たに生成された酸素ガスの一部が月の地下海に向かって移動する可能性があると考えています。 クレジット: NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/SWRI/PU

「エウロパは、流れる川の中でゆっくりと水を失っていく氷球のようなものです。 ただし、この場合、その流れは木星の異常な磁場によって木星の周りを吹き飛ばされるイオン化した粒子の流体です」と JADE の科学者ジェイミー・ザレー氏は述べています。

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>プリンストン大学 ニュージャージー州で。 「これらのイオン化した粒子がエウロパに衝突すると、表面上の水の氷が分子ごとに破壊され、水素と酸素が生成されます。 ある意味、氷の殻全体が、そこに打ち上げられる荷電粒子の波によって侵食され続けているのです。」

砲撃を捉える

2022年9月29日午後2時36分（太平洋夏時間）にジュノーがエウロパから220マイル（354キロメートル）以内を飛行した際、JADEは衝突する荷電粒子によって生成され、木星の磁気によって「拾われた」水素イオンと酸素イオンを特定して測定した。月を通り過ぎたときのフィールド。

「NASA​​ の頃 ガリレオ エウロパによるミッション飛行により、私たちはエウロパとその環境との複雑かつダイナミックな相互作用に目を開かれました。 ジュノーは、エウロパの大気から放出される荷電粒子の組成を直接測定する新しい機能をもたらしました。私たちは、このエキサイティングな水の世界のカーテンの後ろをさらに覗くのが待ちきれませんでした」とザライ氏は語った。 「しかし、私たちが知らなかったことは、ジュノーの観測により、エウロパの氷の表面で生成される酸素の量にこれほど厳しい制約が与えられるということです。」

Juno には、木星の磁気圏を研究するための 9 つの荷電粒子センサーと電磁波センサーを含む、木星系を研究するために設計された 11 台の最先端の科学機器が搭載されています。

「我々の飛行中にガリレオ衛星の近くを飛行する能力は、 拡張されたミッション これにより、エウロパの居住可能性の調査に貢献するいくつかのユニークな機会を含め、幅広い科学に取り組み始めることができました」と、サンアントニオのサウスウエスト研究所のジュノーの主任研究員であるスコット・ボルトン氏は述べています。 「そして、私たちはまだ終わっていません。 さらに多くの月の接近や、木星の近接環と極大気の最初の探査はまだこれからです。」

酸素の生成は、さまざまな側面のうちの 1 つです。 NASAのヨーロッパクリッパーミッション 2030 年に木星に到着したら調査する予定です。このミッションには 9 つの高度なペイロードがあります。 科学機器 エウロパが生命に適した条件を備えているかどうかを判断するためです。

現在、ボルトンとジュノーミッションチームの残りのメンバーは、別の木星の世界、火山に彩られた衛星イオに照準を合わせている。 4月9日、探査機は地表から約10,250マイル（16,500キロメートル）以内に接近する予定だ。 ジュノーが収集するデータは、2023年12月30日と2024年2月3日の2回の約932マイル（1,500キロメートル）の超接近を含む、過去のイオ飛行飛行からの発見に追加されることになる。

参考文献：「エウロパの水氷表面の解離からの酸素生成」JR Szalay、F. Allegrini、RW Ebert、F. Bagenal、SJ Bolton、S. Fatemi、DJ McComas、A. Pontoni、J. Saur、HT Smith、 DF シュトローベル、SD ヴァンス、A. フォルブルガー、RJ ウィルソン、2024 年 3 月 4 日、 自然天文学。
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x

カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学の一部門である NASA のジェット推進研究所は、サンアントニオのサウスウェスト研究所の主任研究員であるスコット ボルトンのためにジュノー ミッションを管理しています。 Juno は、NASA のニュー フロンティア プログラムの一部であり、このプログラムは、ワシントンにある NASA 科学ミッション総局のために、アラバマ州ハンツビルにある NASA のマーシャル宇宙飛行センターで管理されています。 イタリア宇宙庁 (ASI) は、木星の赤外線オーロラ マッパーに資金を提供しました。 デンバーのロッキード・マーティン・スペースは宇宙船を建造し、運用している。