Naujas žvilgsnis į tai, kaip kartu gali reaguoti cheminės medžiagos Jupiterio mėnulyje „Europa“, galėtų suteikti naujos įžvalgos, kaip, nepaisant šaltos temperatūros, Mėnulio ledinėje plutoje gali vykti cheminės reakcijos. Kadangi reakcija vyksta be radiacijos, ji gali vykti visoje storoje Europos ledo dangoje. Jei taip nutiktų, tai pakeistų dabartinį mąstymą apie šio mėnulio ir galbūt kitų chemiją ir geologiją.
Europos temperatūra siekia nuo 86 iki 130 kelvinų (nuo 300 iki minus 225 laipsnių pagal Fahrenheitą), o tokiomis ypač šaltomis sąlygomis daugeliui cheminių reakcijų reikia infuzuoti energiją iš radiacijos ar šviesos. „Europa“ energija gaunama iš Jupiterio radiacijos diržų dalelių. Kadangi dauguma šių dalelių prasiskverbia tik į colio dalis į paviršių, paprastai čia sustoja Europos chemijos modeliai.
„Kai žmonės kalba apie chemiją„ Europa “, jie paprastai kalba apie radiacijos sukeliamas reakcijas“, - sako „Goddard“ mokslininkas Reggie Hudsonas. „Kai patenkate žemiau Europos paviršiaus, jis yra šaltas ir kietas, ir paprastai nesitikėkite, kad tokiomis sąlygomis viskas įvyks labai greitai“, - sakė Reggie Hudson iš NASA Goddardo Astrochemijos laboratorijos.
„Bet kartu su chemija, kurią mes apibūdiname“, - sakė Markas Loeffleris, kuris yra pirmasis leidinio „Geophysical Research Letters“ publikuoto dokumento autorius, „ledas galėjo būti 10 ar 100 metrų [maždaug 33 arba 330 pėdų] storio ir jei jame yra sieros. įmaišytas dioksidas, turėsite reakciją “.
Spektroskopija rodo, kad Europos leduose yra sieros, o astronomai mano, kad ji kilusi iš Jupiterio mėnulio Io ugnikalnių, tada jonizuota ir gabenama į Europą, kur ji įsikuria lede. Tačiau iš pradžių astronomai manė, kad tarp vandens ledo ir sieros negali vykti reakcija.
Loeffleris ir Hudsonas purškė vandens garus ir sieros dioksido dujas ant ketvirčio dydžio veidrodėlių aukšto vakuumo kameroje. Kadangi veidrodėliai buvo laikomi maždaug 50–100 Kelvino laipsnių (apie minus 370– minus 280 laipsnių pagal Fahrenheitą), dujos iškart kondensavosi kaip ledas. Reakcijai vykstant, tyrėjai naudojo infraraudonųjų spindulių spektroskopiją, norėdami stebėti, kaip mažėja vandens ir sieros dioksido koncentracijos bei didėja teigiamų ir neigiamų jonų koncentracijos.
Net esant ypač šaltai temperatūrai, molekulės greitai sureagavo savo ledinėmis formomis. „Esant 130 kelvinų temperatūrai [apie minus 225 laipsnių pagal Farenheitą], tai rodo šiltą numatomos temperatūros Europoje pabaigą, ši reakcija iš esmės vyksta akimirksniu“, - sakė Loeffleris. „100 kvinvino laipsnių reakcija gali būti sodri po pusės dienos iki dienos. Jei tai neskamba greitai, atminkite, kad geologiniais laikotarpiais - milijardais metų - per dieną yra greičiau nei akimirka.
Norėdami išmėginti reakciją, tyrėjai pridėjo užšaldyto anglies dioksido, dar vadinamo sausu ledu, kuris paprastai būna ant ledinių kūnų, įskaitant Europą. „Jei užšalęs anglies dioksidas užblokuotų reakciją, mes būtume beveik nesidomėję“, - sakė Hudsonas, „nes tada reakcija greičiausiai nebus aktuali Europos chemijai. Tai būtų laboratorijos smalsumas. “ Tačiau reakcija tęsėsi, o tai reiškia, kad ji gali būti reikšminga tiek Europoje, tiek Ganymede ir Callisto, dar dviejuose Jupiterio mėnuliuose ir kitose vietose, kur yra tiek vandens, tiek sieros dioksido.
Reakcija pavertė ketvirtadalį beveik trečdaliu sieros dioksido į skirtingus produktus. „Tai netikėtai didelis šios cheminės reakcijos derlius“, - sakė Loeffleris. „Mes būtume patenkinti penkiais procentais“.
Be to, susidarę teigiami ir neigiami jonai reaguos su kitomis molekulėmis. Tai gali sukelti tam tikrą intriguojančią chemiją, ypač todėl, kad bisulfitas, sieros jonų rūšis, ir kai kurie kiti šios reakcijos produktai yra atsparūs ugniai ir stabilūs, kad galėtų tęstis gana ilgą laiką.
Šis naujas atradimas neabejotinai paskatins atlikti naujus nuotolinius „Europa“ stebėjimus ir išsiaiškinti, ar galima rasti kokių nors reakcijomis pagrįstų produktų įrodymų.
Šaltinis: JPL
