Znany wszystkim składnik skrywał się na powierzchni Europy, jednego z księżyców Jowisza . Opierając się na analizie widmowej w zakresie światła widzialnego, planetolodzy z Caltech i Jet Propulsion Laboratory, którym zarządza Caltech dla NASA, odkryli, że żółty kolor widoczny na częściach powierzchni Europy to faktycznie chlorek sodu, związek znany na Ziemi jako sól kuchenna , który jest również głównym składnikiem soli morskiej.
Odkrycie sugeruje, że słony, podpowierzchniowy ocean Europy może bardziej przypominać oceany Ziemi, niż wcześniej sądzono, rzucając wyzwanie dekadom rozważań nad składem tych wód i czyniąc je potencjalnie bardziej interesującymi do badań. Odkrycie zostało opublikowane w periodyku Science Advances 12 czerwca.
Bliskie przeloty sond Voyager i Galileo doprowadziły naukowców do wniosku, że Europa jest pokryta warstwą słonej, ciekłej wody otoczonej lodową skorupą. Sonda Galileo wyposażona była w spektrometr na podczerwień, którego naukowcy używają do badania składu chemicznego powierzchni badanego obiektu. Spektrometr zainstalowany na pokładzie Galileo znalazł lód wodny i substancję, która wydawała się być solami siarczanu magnezu – jak sole Epsom. Ponieważ lodowa powłoka jest geologicznie młoda i zawiera liczne dowody wcześniejszej aktywności geologicznej, podejrzewano, że jakiekolwiek sole istniejące na powierzchni mogą pochodzić z oceanu poniżej. W związku z tym naukowcy od dawna podejrzewali skład oceaniczny bogaty w sole siarczanowe.
Wszystko to zmieniło się, gdy nowe dane w wyższej rozdzielczości spektralnej z Obserwatorium W. M. Kecka na Maunakea wskazały, że naukowcy jednak nie widzieli siarczanów magnezu na Europie. Większość soli siarczanowych rozważanych poprzednio faktycznie ma wyraźne linie absorpcyjne, które powinny być widoczne w danych Kecka o wyższej rozdzielczości. Jednak widma regionów, które powinny odzwierciedlać skład wnętrza, nie wykazywały charakterystycznych linii absorpcyjnych siarczanów.
„Pomyśleliśmy, że możemy zobaczyć chlorki sodu, ale są one zasadniczo pozbawione charakterystycznych cech widmowych w podczerwieni”, mówi Mike Brown, profesor astronomii planetarnej w Caltech i współautor artykułu w Science Advances.
Jednak Kevin Hand z JPL napromieniował sole oceaniczne w laboratorium w warunkach podobnych do panujących na Europie i odkrył, że po napromieniowaniu powstaje kilka nowych i wyraźnych cech w widzialnej części widma. Odkrył, że sole zmieniają kolory do tego stopnia, że można je zidentyfikować na podstawie analizy widma widzialnego. Chlorek sodu, na przykład, zamienił odcień na żółty, podobny do tego widocznego na geologicznie młodym obszarze Europy znanym jako Tara Regio.
„Chlorek sodu jest trochę jak niewidzialny atrament na powierzchni Europy. Przed napromieniowaniem nie można powiedzieć, że tam jest, ale po napromieniowaniu pojawia się charakterystyczne zabarwienie” – mówi Hand, naukowiec z JPL i współautor artykułu.
„Nikt wcześniej nie wykonywał widma Europy w zakresie widzialnym, które miałoby taką rozdzielczość przestrzenną i widmową. Sonda Galileo nie miał spektrometru obserwującego w zakresie widzialnym. Miała tylko spektrometr bliskiej podczerwieni”, mówi Samantha Trumbo, absolwentka Caltech, główna autorka pracy.
„Ludzie tradycyjnie zakładają, że cała interesująca spektroskopia dotyczy podczerwieni na powierzchniach planet, ponieważ to właśnie tam większość cząsteczek, których szukają naukowcy, wykazuje woje podstawowe cechy charakterystyczne”, mówi Brown.
Przyglądając się bliżej za pomocą Hubble’a, Brown i Trumbo byli w stanie zidentyfikować wyraźną absorpcję w widmie widzialnym na 450 nanometrach, która dokładnie pasowała do napromieniowanej soli, potwierdzając tym samym, że żółty kolor Tara Regio wskazuje na obecność napromieniowanego chlorku sodu na powierzchni.
„Byliśmy w stanie to zbadać przez ostatnie 20 lat za pomocą Hubble’a”, mówi Brown. „Po prostu nikomu to nie przyszło do głowy”.
Podczas gdy odkrycie nie gwarantuje, że ten chlorek sodu pochodzi z oceanu podpowierzchniowego, autorzy badania wskazują, że potrzebna jest ponowna ocena geochemii Europy.
„Siarczan magnezu po prostu przedostałby się do oceanu ze skał na jego dnie, ale chlorek sodu może wskazywać, że dno oceaniczne jest aktywne hydrotermicznie” – mówi Trumbo. „Oznaczałoby to, że Europa jest bardziej geologicznie interesującym ciałem planetarnym niż wcześniej sądzono”.
Źródło: Caltech