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La découverte révolutionnaire de Juno : des informations surprenantes sur l’oxygène lors du survol rapproché d’Europe

Charged Particles From Jupiter Impacting Europa’s Surface

Cette vue de la lune glacée de Jupiter, Europa, a été capturée par l’imageur JunoCam à bord du vaisseau spatial Juno de la NASA lors du survol rapproché de la mission le 29 septembre 2022. Le vaisseau spatial Europa Clipper de l’agence explorera la lune lorsqu’il atteindra son orbite autour de Jupiter en 2030. Crédit : NASA/ JPL-Caltech/SwRI/MSSS, Kevin M. Gill CC BY 3.0

La lune jovienne recouverte de glace génère 1 000 tonnes d’oxygène toutes les 24 heures, soit suffisamment pour permettre à un million d’humains de respirer pendant une journée.

Des scientifiques avec NASAla mission Juno de Jupiter ont calculé que le taux d’oxygène produit sur la lune jovienne Europe est nettement inférieur à la plupart des études précédentes. Publié le 4 mars dans Astronomie naturelleles résultats ont été obtenus en mesurant le dégazage d’hydrogène de la surface glacée de la lune à l’aide des données collectées par l’instrument Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) du vaisseau spatial.

Les auteurs de l’article estiment la quantité d’oxygène produite à environ 26 livres par seconde (12 kilogrammes par seconde). Les estimations précédentes allaient de quelques livres à plus de 2 000 livres par seconde (plus de 1 000 kilogrammes par seconde). Les scientifiques pensent qu’une partie de l’oxygène produit de cette manière pourrait se frayer un chemin vers l’océan souterrain de la Lune en tant que source possible d’énergie métabolique.

Le potentiel de vie d’Europe

Avec un diamètre équatorial de 3 100 kilomètres, Europe est la quatrième plus grande des 95 lunes connues de Jupiter et le plus petit des quatre satellites galiléens. Les scientifiques pensent qu’un vaste océan interne d’eau salée se cache sous sa croûte glacée et ils sont curieux de connaître la possibilité que des conditions propices à la vie existent sous la surface.

Ce n’est pas seulement l’eau qui retient l’attention des astrobiologistes : la localisation de la lune jovienne joue également un rôle important dans les possibilités biologiques. L’orbite d’Europe la place en plein milieu des ceintures de rayonnement de la géante gazeuse. Les particules chargées ou ionisées de Jupiter bombardent la surface glacée, divisant les molécules d’eau en deux pour générer de l’oxygène qui pourrait se frayer un chemin vers l’océan de la Lune.

Particules chargées de Jupiter impactant la surface d'Europe

Cette illustration montre des particules chargées de Jupiter impactant la surface d’Europe, divisant les molécules d’eau gelées en molécules d’oxygène et d’hydrogène. Les scientifiques pensent que certains de ces gaz oxygène nouvellement créés pourraient migrer vers l’océan souterrain de la Lune, comme le montre l’image en médaillon. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

« L’Europe est comme une boule de glace qui perd lentement son eau dans un courant d’eau. Sauf que, dans ce cas, le flux est un fluide de particules ionisées balayé autour de Jupiter par son extraordinaire champ magnétique », a déclaré Jamey Szalay, scientifique de JADE. université de Princeton dans le New Jersey. «Lorsque ces particules ionisées heurtent Europe, elles brisent la glace d’eau molécule par molécule à la surface pour produire de l’hydrogène et de l’oxygène. D’une certaine manière, la coquille de glace entière est continuellement érodée par des vagues de particules chargées qui s’y déversent.

Capturer le bombardement

Alors que Juno volait à moins de 220 milles (354 kilomètres) d’Europe à 14 h 36 PDT le 29 septembre 2022, JADE a identifié et mesuré les ions hydrogène et oxygène qui avaient été créés par le bombardement de particules chargées, puis « captés » par le champ magnétique de Jupiter. champ alors qu’il passait devant la lune.

« Lorsque la mission Galileo de la NASA a survolé Europe, elle nous a ouvert les yeux sur l’interaction complexe et dynamique qu’Europe entretient avec son environnement. Juno a apporté une nouvelle capacité permettant de mesurer directement la composition des particules chargées rejetées par l’atmosphère d’Europe, et nous étions impatients de jeter un coup d’œil plus approfondi derrière le rideau de ce monde aquatique passionnant », a déclaré Szalay. « Mais ce que nous n’avions pas réalisé, c’est que les observations de Juno nous donneraient une contrainte aussi stricte sur la quantité d’oxygène produite par la surface glacée d’Europe. »

Juno transporte 11 instruments scientifiques de pointe conçus pour étudier le système jovien, dont neuf capteurs de particules chargées et d’ondes électromagnétiques pour étudier la magnétosphère de Jupiter.

« Notre capacité à voler à proximité des satellites galiléens au cours de notre mission prolongée nous a permis de commencer à aborder un large éventail de recherches scientifiques, y compris des opportunités uniques de contribuer à l’étude de l’habitabilité d’Europe », a déclaré Scott Bolton, chercheur principal de Juno au Southwest Research Institute. à San-Antonio. « Et nous n’avons pas encore fini. D’autres survols de la Lune et la première exploration de l’anneau proche et de l’atmosphère polaire de Jupiter sont encore à venir.

La production d’oxygène est l’une des nombreuses facettes que la mission Europa Clipper de la NASA étudiera lorsqu’elle arrivera sur Jupiter en 2030. La mission dispose d’une charge utile sophistiquée de neuf instruments scientifiques pour déterminer si Europe présente des conditions propices à la vie.

Bolton et le reste de l’équipe de la mission Juno se tournent désormais vers un autre monde jovien, la lune Io ornée de volcans. Le 9 avril, le vaisseau spatial s’approchera à environ 10 250 milles (16 500 kilomètres) de sa surface. Les données recueillies par Juno s’ajouteront aux résultats des survols passés d’Io, notamment deux approches extrêmement rapprochées d’environ 932 milles (1 500 kilomètres) le 30 décembre 2023 et le 3 février 2024.

Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, une division de Caltech à Pasadena, en Californie, gère la mission Juno pour le chercheur principal, Scott Bolton, du Southwest Research Institute de San Antonio. Juno fait partie du programme New Frontiers de la NASA, géré au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la direction des missions scientifiques de l’agence à Washington. L’Agence spatiale italienne (ASI) a financé le Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space à Denver a construit et exploite le vaisseau spatial.

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