Mặt trăng Europa của Sao Mộc được cho là chứa một đại dương mặn bên dưới lớp vỏ băng giá, sáng sủa của nó, khiến nó trở thành một thế giới có thể là một trong những nơi dễ sống nhất trong hệ mặt trời của chúng ta.
Nhưng sự sống như chúng ta biết cần oxy. Một câu hỏi mở là liệu vùng ngoại vi châu Âu có nó hay không.
Giờ đây, các nhà thiên văn học đã xác định được bao nhiêu phân tử hình thành trên bề mặt băng giá của mặt trăng có thể là nguồn cung cấp oxy cho vùng nước bên dưới. Sử dụng dữ liệu từ sứ mệnh Juno của NASA, kết quảMột nghiên cứu mới được công bố hôm thứ Hai trên tạp chí Nature Astronomy cho thấy thế giới băng giá đang tạo ra ít oxy hơn so với kỳ vọng của một số nhà thiên văn học.
Jami Szalay, nhà vật lý plasma tại Đại học Princeton, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Đó là mức thấp nhất so với những gì chúng tôi mong đợi”. Ông nói thêm rằng việc này “không hoàn toàn bị cấm” đối với nhà ở.
Trên Trái đất, quá trình quang hợp của thực vật, sinh vật phù du và vi khuẩn bơm oxy vào khí quyển. Nhưng quá trình này diễn ra khác ở châu Âu. Các hạt tích điện từ không gian bắn phá lớp vỏ băng giá của mặt trăng, phá vỡ nước đóng băng thành các phân tử hydro và oxy.
Tiến sĩ Salai cho biết: “Lớp băng được ví như lá phổi của châu Âu. “Bề mặt, cũng chính là bề mặt bảo vệ đại dương bên dưới nó khỏi bức xạ có hại, ở một mức độ nào đó, là hơi thở.”
Các nhà thiên văn học suy đoán rằng lượng oxy này có thể được vận chuyển đến thế giới ngầm đầy nước của Europa. Nếu vậy, nó có thể trộn lẫn với vật liệu núi lửa từ đáy biển, tạo ra “súp hóa học mà cuối cùng có thể dẫn đến sự hình thành sự sống”, Fran Bagnall, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Colorado Boulder, cho biết.
Tàu vũ trụ Juno, được phóng vào năm 2011 để khám phá những gì nằm bên dưới bức màn mây dày của Sao Mộc, hiện đang thực hiện sứ mệnh mở rộng để khám phá các vành đai và mặt trăng của hành tinh này. Trên tàu có một thiết bị tên là JADE, viết tắt của Thí nghiệm phân bố cực quang Sao Mộc. Nhóm của Tiến sĩ Salai đã nghiên cứu dữ liệu do JADE thu thập trong chuyến bay ngang qua của Juno thông qua plasma quét qua Europa.
Nhưng nhóm nghiên cứu không trực tiếp tìm kiếm oxy; Anh ấy đang tính toán hydro. Vì phân tử này rất nhẹ nên toàn bộ lượng hydro sinh ra trên bề mặt Europa đều bay lên cao trong khí quyển. Oxy, nặng hơn, có nhiều khả năng bị mắc kẹt hoặc bị mắc kẹt trong băng.
Nhưng cả hai phân tử đều đến từ cùng một nguồn: H₂O đông lạnh.
Tiến sĩ Szalay cho biết: “Do đó, nếu chúng tôi đo hydro, chúng tôi có một đường trực tiếp để xác định lượng oxy được tạo ra”.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng bề mặt của Europa tạo ra khoảng 13 đến 40 pound oxy mỗi giây. Đó là hơn 1.000 tấn mỗi ngày, đủ để lấp đầy sân vận động bóng đá của Dallas Cowboys 100 lần một năm.
Trong khi các nghiên cứu trước đây đã báo cáo các phạm vi rất khác nhau, lên tới 2.245 pound mỗi giây, kết quả này cho thấy giới hạn trên của phạm vi đó là khó xảy ra. Nhưng theo Tiến sĩ Bagnall, điều này không nhất thiết gây tổn hại đến khả năng sinh sống của châu Âu.
Cô nói: “Chúng tôi thực sự không biết mình cần bao nhiêu oxy để hình thành sự sống. “Vì vậy, việc nó thấp hơn một số ước tính đáng mơ ước trước đây không phải là vấn đề lớn.”
Carl Schmidt, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Boston, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết nghiên cứu bầu khí quyển của Europa là “một mảnh ghép quan trọng trong việc tìm hiểu về mặt trăng như một hệ thống”.
Nhưng kết quả chỉ xác nhận lượng oxy được tạo ra trong băng. Nghiên cứu không tiết lộ bao nhiêu phân tử bị mất vào khí quyển hoặc làm thế nào nó có thể thấm vào băng để làm giàu cho đại dương bên dưới.
Nói cách khác, “chúng tôi vẫn chưa biết mức giảm so với mức tăng là bao nhiêu,” Tiến sĩ Schmidt nói.
Juno sẽ không thực hiện thêm bất kỳ chuyến bay nào gần thế giới nước toàn cầu nữa, nhưng các sứ mệnh thế hệ tiếp theo đặc biệt nhằm nghiên cứu Europa có thể tìm ra nhiều câu trả lời hơn. Tàu thám hiểm Mặt trăng băng giá Sao Mộc của ESA, dự kiến sẽ đến hệ sao Mộc vào năm 2031, nhằm mục đích xác nhận sự tồn tại và kích thước của đại dương Europa. Và NASA Kéo cắt Châu ÂuDự kiến phóng vào tháng 10, nó sẽ nghiên cứu cách lớp vỏ băng giá của mặt trăng tương tác với lớp nước bên dưới.
Hiện tại, các nhà thiên văn học đang bận rộn với dữ liệu đến từ Juno. Mặc dù chuyến bay chỉ kéo dài vài phút nhưng đây là lần đầu tiên thành phần plasma gần bầu khí quyển của Europa được đo trực tiếp.
Tiến sĩ Salai nói: “Đây chỉ là phần nổi của tảng băng trôi. “Trong nhiều năm, chúng tôi sẽ đào bới chuyến bay duy nhất này để tìm ra tất cả kho báu.”