לפני כמה שנים, אסטרונומים חשבו שמצאו טבעות מעורפלות סביב ריאה של ירח שבתאי. כעת, תצפיות חדשות הראו משהו אחר סביב ריאה שהיה בלתי צפוי לחלוטין: אווירת חמצן. בחודש מרץ השנה ביצעה חללית קאסיני חלוף קרוב של ריאה ורשמה נתונים המראים אווירה דקה המורכבת מחמצן ופחמן דו חמצני.
מקור החמצן אינו ממש הפתעה: צפיפות Rhea פי 1.233 מזו של מים נוזליים מרמזת כי Rhea הוא שלושת רבעי הקרח ורבע סלע. האטמוספירה הנוקשה של הירח נשמרת על ידי הפירוק הכימי המתמשך של מי הקרח על פני הירח על ידי הקרנה ממגנטוספרה של שבתאי.
לאחרונה התגלה חמצן באטמוספרות של שני ירחי יופיטר, אירופה וגנימד. מכיוון שהחמצן הוא מרכיב עיקרי באטמוספרה סביב טבעות שבתאי, האסטרונומים חושבים שיכולים להיות אטמוספרות דומות סביב ירחים קפואים אחרים המסתובבים בתוך המגנטוספרה של שבתאי.
"התוצאות החדשות מצביעות על כך שכימיה פעילה ומורכבת הכוללת חמצן עשויה להיות די שכיחה בכל מערכת השמש ואפילו ביקום שלנו", אמר הסופר הראשי בן טוליס, מדען צוות קאסיני שמוקם במכון המחקר דרום-מערב בסן אנטוניו. "כימיה כזו יכולה להיות תנאי מקיף לחיים. כל העדויות של קאסיני מצביעות על כך כי ריאה קרה מדי ונטולת המים הנוזלים הנחוצים לחיים כפי שאנו מכירים אותם. "
כמובן שתמיד קיימת אפשרות לחיים כפי שאיננו מכירים אותם.
וכן, בטח יש סוג כלשהו של אורגנים על הירח - כלומר תרכובות פחמן. מקורו של הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה של ריאה טרם ידוע, אך נוכחותו מרמזת כי תגובות רדיואליזציה בין חומרים חמצוניים ואורגניים אורכות על פני הירח.
ככל שממצאים חדשים אלה קשורים להשערה הטבעתית של טבעות סביב Rhea, אמר טוליס למגזין Space כי עדיין יש הרבה דברים על הסביבה של Rhea שעדיין לא נקבעה. "דלדול האלקטרונים כרגע אינו מוסבר", אמר תאוליס בהודעת דוא"ל. הירידה החדה והסימטרית באלקטרונים שהתגלו סביב ריאה הייתה הממצא הראשוני מאחורי תורת הטבעת. "החשיבה הנוכחית שלנו היא שזה אולי קשור ליינון האטמוספירה, אולי בשילוב עם טעינה אלקטרוסטטית של פני השטח של Rhea, אבל אין לי תשובה מוחלטת בשלב זה. האווירה - אינטראקציה בין מגנטוספירה היא בעיה מורכבת, וייקח זמן לפנות אותה. אך לראשונה בירח קפוא, ממצאי קאסיני מעניקים לנו חלון תצפית במקום על אינטראקציה זו, שהבנתה עדיין תיאורטית ביותר. אנחנו עובדים על זה. "
הנתונים האחרונים הגיעו מהספקטרומטר של המוני והקסום הנייטרלי של קאסיני וספקטרומטר הפלזמה של קאסיני במהלך טיסות ב -26 בנובמבר 2005, 30 באוגוסט, 2007 ו -2 במרץ, 2010. הספקטרומטר המוני-יון והנייטרלי ראו צפיפות שיא של חמצן בסביבות 50 מיליארד מולקולות למטר מעוקב (מיליארד מולקולות למטר מעוקב). היא גילתה צפיפות שיא של פחמן דו חמצני של בערך 20 מיליארד מולקולות למטר מעוקב (כ -600 מיליון מולקולות לכל רגל מעוקב).
הספקטרומטר בפלזמה ראה חתימות ברורות של זרמים זורמים של יונים חיוביים ושליליים, עם המונים שתואמים יוני חמצן ופחמן דו חמצני.
המדענים אמרו כי נראה שהחמצן עולה לאטמוספרה כאשר השדה המגנטי של שבתאי מסתובב מעל ריאה. חלקיקים אנרגטיים שנלכדו בשדה המגנטי של כדור הארץ מפלפלים את פני קרח המים של הירח. הם גורמים לתגובות כימיות המפרקות את פני השטח ומשחררים חמצן.
שחרור חמצן באמצעות הקרנת פני השטח עשוי לסייע ביצירת תנאים חיוביים לחיים בגוף קרח שאינו ריאה שיש לו מים נוזליים מתחת לפני השטח, אמר Teolis. אם החמצן והפחמן הדו-חמצני מפני השטח יוכלו איכשהו להעביר לאוקיאנוס מתחת לפני השטח, זה יספק סביבה הרבה יותר מסבירת פנים לתרכובות מורכבות יותר ויצירת חיים.
המדענים אינם בטוחים כיצד משתחרר הפחמן הדו-חמצני. זה יכול להיות תוצאה של "קרח יבש" שנלכד מערפילית השמש הקדומה, כמו במקרה של שביטים, או שזה יכול להיות כתוצאה מתהליכי הקרנה דומים הפועלים על מולקולות אורגניות שנלכדו בקרח המים של ריאה. הפחמן הדו-חמצני עשוי להגיע גם מחומרים עשירים בפחמן שהופקדו על ידי מטאורים זעירים שהפציצו את פני השטח של ריאה.
"ריאה מתגלה כמעניין הרבה יותר ממה שדמיינו", אמרה לינדה שפילקר, מדענית פרויקט קאסיני ב- JPL. "הממצא של קאסיני מדגיש את המגוון העשיר של ירחי שבתאי ונותן לנו רמזים לאופן התהוותם והתפתחותם."
מחקר זה מופיע בגיליון 25 בנובמבר 2010 של Science Express.
מקורות: Science, JPL, חילופי דוא"ל עם Teolis
