NASAのジュノー計画がエウロパでの酸素生成を測定

木星版バンアレン帯の中を公転するエウロパに荷電粒子が当たると氷が割れるどころか水分子が壊れて酸素が出てくる。そんな環境だから生命どころか有機物質も地下海洋の奥深くに滞在しないと高分子になる前に壊されると思います。以下、機械翻訳。
NASAのジュノー計画がエウロパでの酸素生成を測定
ジェット推進研究室
2024年 3月 4日
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木星の氷の衛星エウロパのこの眺めは、2022年9月29日のミッションの接近飛行中に、NASAのジュノー宇宙船に搭載されたJunoCamイメージャーによって捕らえられた。
画像データ：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
画像処理：Kevin M. Gill CC BY 3.0
氷に覆われた木星の衛星は、24 時間ごとに 1,000トンの酸素を生成します。これは、100万人の人間が 1日に呼吸できる量です。

NASAの木星探査計画ジュノーの科学者らは、木星の衛星エウロパで生成される酸素の割合が、これまでのほとんどの研究よりも大幅に少ないと計算した。Nature Astronomyに 3月 4日に掲載されたこの研究結果は、探査機の木星オーロラ分布実験 (JADE) 装置によって収集されたデータを使用して、氷の衛星の表面から放出される水素を測定することによって得られました。

この論文の著者らは、生成される酸素の量を毎秒約 12 キログラム であると推定しています。以前の推定では、毎秒数㎏から1,000 キログラム以上 までの範囲がありました。科学者たちは、この方法で生成された酸素の一部が、代謝エネルギー源の可能性として衛星の地下の海に流入する可能性があると考えています。

赤道の直径が3,100 キロメートルのエウロパは、木星の既知の95個の衛星の中で4番目に大きく、ガリレオ衛星の4つのうちでは最小です。科学者たちは、その氷の地殻の下には塩分を含んだ広大な内海が潜んでいると考えており、生命を支える条件が地表の下に存在する可能性に興味を持っています。

この図は、木星からの荷電粒子がエウロパの表面に衝突し、凍った水分子が酸素と水素の分子に分裂する様子を示しています。科学者らは、挿入画像に描かれているように、これらの新たに生成された酸素ガスの一部が衛星の地下海に向かって移動する可能性があると考えています。
NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/SWRI/PU
宇宙生物学者が注目しているのは水だけではありません。木星の衛星の位置も生物学的な可能性において重要な役割を果たしています。エウロパの軌道は、ガス巨人の放射線帯のちょうど真ん中に位置します。木星からの帯電粒子またはイオン化粒子が氷の表面に衝突し、水分子を 2 つに分裂させて酸素を生成し、酸素が衛星の海に流れ込む可能性があります。

ここをクリックすると、エウロパのインタラクティブな 3D ビジュアライゼーションが表示されます。

「エウロパは、流れる川の中でゆっくりと水を失っていく氷球のようなものです。ただし、この場合、その流れは異常な磁場によって木星の周りを吹き飛ばされるイオン化した粒子の流体です」とニュージャージー州プリンストン大学の JADE 科学者ジェイミー・ザレー氏は述べた。「これらのイオン化した粒子がエウロパに衝突すると、表面上の水の氷が分子ごとに破壊され、水素と酸素が生成されます。ある意味、氷の殻全体が、打ち上げられる荷電粒子の波によって継続的に侵食されているのです。」

砲撃を捉える
ジュノーが2022年9月29日午後2時36分（太平洋夏時間）にエウロパから354キロメートル以内を飛行した際、JADEは衝突する荷電粒子によって生成され、木星の磁気によって「拾われた」水素イオンと酸素イオンを特定して測定した。衛星を通り過ぎたときのフィールド。

「NASA のガリレオ計画がエウロパ付近を飛行したとき、私たちはエウロパとその環境との複雑でダイナミックな相互作用に目を開かれました。ジュノーは、エウロパの大気から放出される荷電粒子の組成を直接測定する新しい機能をもたらしました。私たちは、このエキサイティングな水の世界のカーテンの後ろをさらに覗くのが待ちきれませんでした」とザライ氏は語った。「しかし、私たちが知らなかったことは、ジュノーの観測によって、エウロパの氷の表面で生成される酸素の量にこれほど厳しい制約が与えられるということです。」

Juno には、木星の磁気圏を研究するための9つの荷電粒子センサーと電磁波センサーを含む、木星系を研究するために設計された11台の最先端の科学機器が搭載されています。

サウスウエスト研究所のジュノーの主任研究員スコット・ボルトン氏は、「延長されたミッション中にガリレオ衛星の近くを飛行できたことで、エウロパの居住可能性の調査に貢献するユニークな機会を含め、幅広い科学に取り組み始めることができた」と述べた。サンアントニオで。「そして、私たちはまだ終わっていません。さらに多くの衛星の接近や、木星の近接環と極大気の最初の探査はまだこれからです。」

酸素の生成は、NASA のエウロパ クリッパーミッションが2030年に木星に到着する際に調査する多くの側面の1つです。このミッションには、エウロパが生命の生息に適した条件があるかどうかを判断するための 9 つの科学機器からなる高度なペイロードが搭載されています。

現在、ボルトンとジュノーミッションチームの残りのメンバーは、別の木星の世界、火山に彩られた衛星イオに照準を合わせている。4月9日、探査機は地表から約16,500キロメートル以内に接近する予定だ。ジュノーが収集したデータは、2023年12月30日と2024年2月3日の2回の約1,500キロメートルの極めて接近を含む、過去のイオ飛行飛行からの発見に追加されることになる。

ミッションの詳細
カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学の一部門である NASA のジェット推進研究所は、サンアントニオのサウスウェスト研究所の主任研究員であるスコット ボルトンのためにジュノー ミッションを管理しています。Juno は、NASA のニュー フロンティア プログラムの一部であり、このプログラムは、ワシントンにある NASA 科学ミッション総局のために、アラバマ州ハンツビルにある NASA のマーシャル宇宙飛行センターで管理されています。イタリア宇宙庁 (ASI) は、木星の赤外線オーロラ マッパーに資金を提供しました。デンバーのロッキード・マーティン・スペースはJunoを建造し、運用している。

Juno の詳細については、https://www.nasa.gov/junoをご覧ください。