ヨーロッパのESAの発表によると、NASA/ESA/CSAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用した天文学者たちは、木星の衛星エウロパの氷の表面の特定の地域で二酸化炭素を特定しました。分析によると、この炭素は地下海洋から起源を持ち、隕石や他の外部源によって供給されたものではないとされています。さらに、それは地質学的に最近の時期に堆積したものであるとされています。この発見は、エウロパの海洋の生物居住可能性に重要な意味を持っています。
「地球上では、生命は化学的な多様性を好む – 多様性があるほど良い。私たちは炭素ベースの生命です。エウロパの海洋の化学を理解することで、それが私たちが知っているような生命にとって敵対的か、それとも生命にとって良い場所であるかを判断するのに役立ちます」と、この発見を説明する2つの独立した論文のうちの1つの主著者であるNASAゴダード宇宙飛行センターのジェロニモ・ビジャヌエバは述べています。
「私たちは今、エウロパの表面で見る炭素が海洋から来たという観測的な証拠を持っていると考えています。それは些細なことではありません。炭素は生物学的に必須の元素です」と、このデータを分析する2つ目の論文の主著者であるコーネル大学のサマンサ・トランボは付け加えています。
ウェッブによると、エウロパの表面では、二酸化炭素は「カオス地形」として知られる一般的に再表面化された地形の地質学的に若い地域であるタラ・レジオで最も豊富です。表面の氷は破壊され、地下海洋と氷の表面との間で物質の交換が可能性として存在します。
「ハッブル宇宙望遠鏡からの以前の観測では、タラ・レジオで海洋由来の塩の証拠が示されています」とトランボは説明します。「今、私たちはそこに二酸化炭素が大量に集中していることを見ています。私たちは、これが炭素が内部の海洋を最終的な起源としている可能性を示していると考えています。」
「科学者たちは、エウロパの海洋がどの程度表面とつながっているかを議論しています。私はその問いがエウロパ探査の大きな推進力だと思っています」とビジャヌエバは言います。「これは、氷を掘り抜いて全体像を得る前に、海洋の組成について基本的なことを学べるかもしれないことを示唆しています。」
両チームは、ウェッブの近赤外分光計（NIRSpec）の積分場ユニットからのデータを使用して二酸化炭素を特定しました。この計測モードは、エウロパの表面に直径3128kmの視野で320 x 320kmの解像度のスペクトルを提供し、天文学者が特定の化学物質がどこに位置しているかを決定することを可能にします。
エウロパの表面では二酸化炭素は安定していません。そのため、科学者たちは、それが地質学的に最近の時期に供給された可能性が高いと述べています。これは、若い地形の地域にその集中が見られることによって裏付けられています。
「これらの観測は観測所の時間を数分しか取らなかった」と、太陽系のウェッブのサイクル1保証時間観測を主導する宇宙天文学研究の大学協会のハイディ・ハメルは言います。「この短時間でも、私たちは本当に大きな科学を行うことができました。この作業は、ウェッブで行うことができる驚くべき太陽系科学の最初のヒントを与えてくれます。」
ビジャヌエバのチームはまた、エウロパの表面から噴出する水蒸気のプルームの証拠を探しました。NASA/ESAのハッブル宇宙望遠鏡を使用した研究者たちは2013年、2016年、2017年にプルームの暫定的な検出を報告しました。しかし、確定的な証拠を見つけることは困難でした。
新しいウェッブのデータはプルーム活動の証拠を示していませんが、これによりビジャヌエバのチームは、物質が可能性として噴出されている速度に厳格な上限を設定することができました。ただし、チームは彼らの非検出がプルームを排除するわけではないと強調しています。
「これらのプルームが変動する可能性があり、特定の時間にしか見ることができない可能性が常にあります。私たちがウェッブでこれらの観測を行ったときにエウロパでプルームを検出しなかったことを100%確信して言えることだけです」とハメルは述べています。
これらの発見は、NASAのエウロパクリッパーミッションやESAの木星の氷月探査機、Juiceの情報提供に役立つかもしれません。Juiceは2023年4月14日に打ち上げられ、巨大ガス惑星とその3つの大きな海洋を持つ衛星 – ガニメデ、カリスト、エウロパ- を詳細に観測します。リモートセンシング、地球物理学、現地の計測器を備えたミッションは、これらの衛星を惑星物体として、そして可能な生息地として特徴づけ、木星の複雑な環境を深く探り、宇宙全体でのガス巨人の原型としての広範な木星系を研究します。