Les scientifiques du Southwest Research Institute (SWRI) ont mené des expériences de laboratoire pour aborder un mystère sur les origines du peroxyde d'hydrogène congelé (H2O2) sur la lune glacée de Jupiter Europa. Leurs résultats, publiés dans le numéro de juillet 2025 de Journal des sciences planétairespeut aider à expliquer les observations déroutantes faites par le télescope spatial James Webb (JWST).
Les scientifiques qui étudient les données du télescope ont remarqué des niveaux élevés de peroxyde d'hydrogène sur Europa dans des zones inattendues. Des décennies d'études en laboratoire suggèrent que des concentrations plus élevées de peroxyde d'hydrogène résideraient dans les régions polaires plus froides, mais JWST a révélé le contraire – les concentrations de peroxyde les plus élevées étaient sur le terrain du chaos équatorial plus chaud connu sous le nom de Tara Regio.
Ce puzzle a inspiré Bereket Mamo, étudiant diplômé de l'Université du Texas à San Antonio et un entrepreneur SWRI, pour soumettre une proposition de la NASA pour une série d'expériences pour enquêter sur le mystère. Il a reçu une subvention de futurs enquêteurs de la NASA Earth and Space Science and Technology pour aider à financer la recherche à l'installation des expériences SWRI Center for Laboratory Astrophysics and Space Science (CLASSE).
Mamo et ses collègues ont noté que les terrains du chaos avec du peroxyde d'hydrogène amélioré présentaient également des niveaux élevés de dioxyde de carbone (CO2). Les scientifiques pensent CO2 Peut être infiltré par des fissures dans la croûte de glace à partir d'un océan liquide souterrain présumé.
« Nous avons simulé l'environnement de surface d'Europa à l'intérieur d'une chambre à vide en déposant de la glace d'eau mélangée à du CO2« Mamo a dit. » Nous avons ensuite irradié ce mélange de glace avec des électrons énergiques pour voir comment la production de peroxyde a changé. «
Les expériences SWRI ont démontré que les traces de CO2 Dans la glace d'eau peut améliorer considérablement la production de peroxyde d'hydrogène à des températures trouvées à la surface d'Europa, ce qui contribue à expliquer les nouvelles observations JWST.
Le Dr Ujjwal Raut, directeur de programme dans la section des sciences planétaires de SWRI et conseiller de Mamo, a déclaré qu'un facteur clé stimulant leurs recherches est d'évaluer l'habitabilité potentielle d'Europa. La survenue d'une augmentation du peroxyde d'hydrogène dans une région qui a des signes de CO2le chlorure de sodium et d'autres espèces d'intérêt sont intrigantes.
Selon Raut, cette découverte fait allusion à un cycle chimique, où les matériaux atteignant la surface glacée d'Europa à partir d'un océan souterrain sont irradiés, créant un potentiel chimique sous forme d'oxydants comme le peroxyde d'hydrogène. De tels oxydants peuvent être cyclables vers l'océan au cours des échelles de temps géologiques où il peut réagir avec des réductants provenant du fond marin d'Europa pour libérer l'énergie chimique, peut-être capable de soutenir la vie.
« La synthèse d'oxydants comme le peroxyde d'hydrogène à la surface d'Europa est importante d'un point de vue astrobiologique », a déclaré Richard Cartwright du laboratoire de physique appliquée à l'Université Johns Hopkins et co-auteur de l'article. «En fait, une mission entière de la NASA, le Clipper Europa, est en route vers le système jovien en ce moment pour explorer la lune glacée et nous aider à comprendre l'habitabilité d'Europa.
« Nos expériences fournissent des indices pour mieux comprendre les observations de la JWST Europa et servir de prélude à des enquêtes à courte portée par Europa Clipper et ESA's Juice Spacecraft », a ajouté Cartwright.
« Lorsque vous avez une source de carbone à l'intérieur, comme à partir d'un océan intérieur comme sur Europa, et que vous le combinez avec l'énergie provenant de la magnétosphère, il produit de nouvelles espèces en surface, y compris le peroxyde d'hydrogène et d'autres composés organiques, qui stockent l'énergie chimique », explique le Dr Ben Teolis, un scientifique planétaire à SWRI et un autre co-autoroute de l'article.
« L'énergie chimique est importante car c'est un ingrédient nécessaire pour les mondes océaniques habitables sombres où le soleil ne brille pas. »
Ces résultats fournissent une explication plausible de la distribution perplexe du peroxyde d'hydrogène sur Europa. Ils ont également des implications pour comprendre son existence sur d'autres corps glacés, comme Jupiter's Moon Ganymede et Pluto's Moon Charon, où il a été détecté avec CO2.
