Podivné horké místo na Europě: Vědci možná vyřešili dlouholetou vesmírnou záhadu

Experimenty ze Southwest Research Institute nabízejí nový pohled na chemický cyklus peroxidu vodíku na Europě. Uhlíkaté sloučeniny stoupající z podpovrchového oceánu na ledový povrch Europy jsou ozářeny energetickým plazmatem Jupitera, čímž dochází k syntéze peroxidu, který se může vrátit zpět do oceánu a uvolnit chemickou energii, která může přispět k obyvatelnosti oceánu. Tyto poznatky jsou podrobně popsány v novém článku publikovaném v červencovém čísle časopisu Planetary Science Journal z roku 2025.

Chemické složení povrchu Europy naznačuje, že pod ním mohou existovat podmínky vhodné pro život. Laboratorní testy odhalily, jak se peroxid vodíku tvoří na neočekávaných místech. Vědci ze Southwest Research Institute (SwRI) provedli laboratorní experimenty, aby prozkoumali záhadnou přítomnost zmrzlého peroxidu vodíku (H2O2) na Europě, ledovém měsíci Jupitera. Jejich zjištění mohou objasnit překvapivé údaje shromážděné kosmickým dalekohledem James Webb Space Telescope (JWST).

Analýza pozorování JWST odhalila neočekávaně vysoké koncentrace peroxidu vodíku v teplejších rovníkových oblastech Europy, zejména v oblasti známé jako Tara Regio. To bylo v rozporu s dřívějšími laboratorními studiemi, které předpovídaly, že peroxid vodíku bude hojnější v chladnějších polárních oblastech.

Navrhování laboratorních experimentů k napodobení Europy
Neobvyklé nálezy vedly Bereket Mamo, postgraduálního studenta na Texaské univerzitě v San Antoniu a smluvního pracovníka SwRI, k návrhu experimentální studie financované NASA, která by tento jev prozkoumala. Získal grant Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology na podporu svého výzkumu, který byl proveden v Centru pro laboratorní astrofyziku a vesmírné vědecké experimenty (Center for Laboratory Astrophysics and Space Science Experiments – CLASSE) na SwRI.

Mamo a jeho tým pozorovali, že oblasti na Europě s vyšším obsahem peroxidu vodíku, známé jako chaotické terény, vykazovaly také vyšší koncentrace oxidu uhličitého (CO2). Vědci se domnívají, že tento oxid uhličitý může unikat z podpovrchového tekutého oceánu a stoupat skrz trhliny v ledovém povrchu.
„Simulovali jsme povrchové prostředí Europy ve vakuové komoře tak, že jsme do ní vložili vodní led smíchaný s CO2,“ řekl Mamo. „Poté jsme tuto ledovou směs ozářili energetickými elektrony, abychom zjistili, jak se změní produkce peroxidu.“

Experimenty ukázaly, že i malé koncentrace CO2 smíchané s vodním ledem mohou výrazně zvýšit tvorbu peroxidu vodíku za teplotních podmínek podobných těm na povrchu Europy. Tento objev pomáhá objasnit neočekávané výsledky, které pozoroval JWST.

Důsledky pro obyvatelnost Europy
Ujjwal Raut, programový manažer v sekci planetární vědy SwRI a Mamoův poradce vysvětlil, že jedním z hlavních cílů jejich výzkumu je vyhodnotit potenciál Europy pro podporu života. Jako zvláště pozoruhodnou skutečnost poukázal na přítomnost peroxidu vodíku vedle CO2, chloridu sodného a dalších sloučenin. Raut naznačil, že tato kombinace naznačuje chemický cyklus, ve kterém materiály z podpovrchového oceánu Europy stoupají na povrch, jsou ozářeny a tvoří oxidanty, jako je peroxid vodíku. V geologickém měřítku by se tyto oxidanty mohly vrátit do oceánu a reagovat s redukčními činidly na mořském dně, čímž by uvolňovaly chemickou energii, která by mohla pomoci udržet život.

Experimenty provedené v zařízení CLASSE institutu SwRI pomáhají vysvětlit, jak CO2 pocházející z oceánu podporuje šíření peroxidu vodíku (H2O2) v chaotických terénech Europy. Peroxid vodíku vzniká, když je voda (H2O) vystavena záření nabitých částic.

„Syntéza oxidantů, jako je peroxid vodíku, na povrchu Europy je z astrobiologického hlediska důležitá,“ řekl Richard Cartwright z Laboratoře aplikované fyziky Johns Hopkins University a spoluautor článku. „Ve skutečnosti je právě teď na cestě k Jupiterovu systému mise Europa Clipper, která má prozkoumat ledový měsíc a pomoci nám pochopit obyvatelnost Europy.“

„Naše experimenty poskytují vodítka k lepšímu pochopení pozorování JWST a slouží jako předehra k nadcházejícímu blízkému průzkumu sondami Europa Clipper a JUICE Evropské kosmické agentury ESA,“ dodal Cartwright.

„Když máte zdroj uhlíku z nitra, například z vnitřního oceánu, jako je tomu na Europě, a kombinujete ho s energií pocházející z magnetosféry, vznikají na povrchu nové látky, včetně peroxidu vodíku a dalších organických sloučenin, které ukládají chemickou energii,“ říká Ben Teolis, planetární vědec ze SwRI a další spoluautor článku. „Chemická energie je důležitá, protože je nezbytnou složkou temných oceánských světů, kde nesvítí Slunce.“

Tyto poznatky poskytují věrohodné vysvětlení pro záhadné rozložení peroxidu vodíku na Europě. Mají také význam pro pochopení jeho existence na jiných ledových tělesech, jako je Jupiterův měsíc Ganymed a Plutův měsíc Charon, kde byl detekován společně s CO2.

Zdroj: https://scitechdaily.com/europas-bizarre-hotspot-scientists-may-have-solved-a-long-standing-space-mystery/ a https://www.swri.org/newsroom/press-releases/swri-experiments-may-explain-mysterious-distribution-of-hydrogen-peroxide-europa

autor: František Martinek