Tajemnice oceanicznych lodowych światów

Zdjęcie: gettyimages 

Misja NASA Europa Clipper rozpoczęła odkrywanie tajemnic lodowego księżyca Jowisza – Europy, a dr Matt Powell-Palm, członek Wydziału Inżynierii Mechanicznej J. Mike’a Walkera na Texas A&M University, ujawnił przełomowe badanie, które może zmienić nasze postrzeganie lodowych oceanów w Układzie Słonecznym. Praca została opublikowana w anglojęzycznym czasopiśmie Nature Communications, a jej współautorem jest planetolog dr Baptiste Journaux z University of Washington. Badanie wprowadza nowatorską koncepcję termodynamiczną zwaną centotectic oraz bada stabilność cieczy w ekstremalnych warunkach – są to kluczowe informacje dla określenia, czy można zamieszkać na księżycach lodowych, takich jak Europa.

Rewolucja w poszukiwaniu miejsca do życia

Eksploracja lodowych światów oceanicznych reprezentuje nowe granice w naukach planetarnych, koncentrując się na poznaniu możliwości tych środowisk do podtrzymywania życia. Badanie Powella-Palma poświęca uwagę zasadniczemu pytaniu w tej dziedzinie: w jakich warunkach woda w stanie ciekłym może pozostać stabilna na tych odległych, zamarzniętych obiektach? Definiując i mierząc nową koncepcję termodynamiczną (centotectic), absolutnie najniższą temperaturę, w której ciecz pozostaje stabilna pod zmiennym ciśnieniem i stężeniem, zespół stworzył kluczową strukturę do interpretacji danych z badań planetarnych. Badanie to łączy ekspertyzę kriobiologiczną Powella Palma – w szczególności do niskotemperaturowej termodynamiki wody – która początkowo skupiała się na zastosowaniach medycznych takich, jak konserwacja narządów do przeszczepów, z doświadczeniem Journaux w naukach planetarnych i wysokociśnieniowych systemach wodno-lodowych. Razem opracowali strukturę, która łączy dyscypliny, by stawić czoła jednemu z najbardziej fascynujących wyzwań nauk planetarnych. „Wraz ze startem NASA Europa Clipper, największej misji planetarnej wszechczasów, wkraczamy w wieloletnią erę badania zimnych i lodowych światów oceanicznych. Pomiary pochodzące z tej oraz innych misji, podadzą nam skład oceanu oraz jego głębokość. Laboratoryjne pomiary stabilności cieczy, a w szczególności najniższej możliwej temperatury, w połączeniu z wynikami misji pozwolą nam w pełni określić, czy zimne i głębokie oceany naszego Układu Słonecznego są nam przyjazne, a także jaki będzie ich ostateczny los, gdy księżyce lub planety całkowicie się ochłodzą” – powiedział Journaux.

 Spuścizna innowacji badań kosmicznych Texas A&M

Badanie zostało przeprowadzone w Texas A&M przez absolwenta inżynierii mechanicznej Ariana Zarriza. Praca odzwierciedla obszerną wiedzę Texas A&M w zakresie systemów lodowo-wodnych i tradycję niesamowitych badań kosmicznych, które obejmują wiele dyscyplin. Wraz z niedawnym przełomem Texas A&M Space Institute, uniwersytet jest przygotowany, by odegrać jeszcze większą rolę w eksploracji kosmosu, tym samym zapewniając intelektualne przywództwo w misjach, które przesuwają granice ludzkiej wiedzy. „Badanie lodowych światów jest priorytetem dla NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej, o czym świadczy ilość niedawnych i nadchodzących startów statków kosmicznych. Mamy nadzieję, że Texas A&M pomoże zapewnić intelektualne przywództwo w kosmosie” – powiedział Powell-Palm.

Patrzenie w przyszłość

Misje dotyczące eksploracji planetarnej np. te skupiające się na księżycach lodowych, ciągle poszerzają naszą wiedzę o Układzie Słonecznym, a badacze z Texas A&M przygotowują się do analizy danych, których dostarczą przyszłe przedsięwzięcia. Poprzez połączenie badań eksperymentalnych, np. tego przeprowadzonego przez Powella-Palma i Journaux z wynikami z misji, naukowcy chcą odkryć tajemnice zimnych światów oceanicznych i potencjał na ich osiedlenie.