Webb của NASA phát hiện nguồn carbon trên bề mặt Europa, mặt trăng của Sao Mộc
(webbtelescope.org)- Carbon dioxide được xác nhận trên bề mặt băng của Europa nhiều khả năng đến từ đại dương ngầm chứ không phải từ vật thể va chạm bên ngoài, trở thành manh mối then chốt để đánh giá khả năng tồn tại sự sống
- Europa được biết là có đại dương lỏng mặn và đáy biển bằng đá, nhưng vẫn chưa xác nhận được liệu đại dương đó có chứa các chất hóa học thiết yếu như carbon hay không
- Carbon dioxide tập trung ở Tara Regio, khu vực trẻ về mặt địa chất; sự xáo trộn của băng bề mặt củng cố khả năng có trao đổi vật chất giữa đại dương ngầm và bề mặt
- Bộ trường tích phân NIRSpec của Webb cung cấp phổ bề mặt Europa với độ phân giải 200 x 200 dặm, giúp khoanh vùng phân bố hóa chất chỉ với vài phút quan sát
- Trong cùng lần quan sát, các chùm hơi nước không được phát hiện, nhưng hoạt động của chùm có thể thay đổi theo thời điểm nên chưa thể loại trừ khả năng chúng tồn tại
Đại dương ngầm của Europa và manh mối carbon
- Europa được xem là một trong số ít thiên thể trong Hệ Mặt Trời có thể có điều kiện phù hợp cho sự sống
- Các nghiên cứu trước đây cho thấy bên dưới lớp vỏ nước-băng của Europa có một đại dương lỏng mặn và đáy biển bằng đá
- Điều cốt lõi vẫn chưa chắc chắn là liệu đại dương đó có chứa các chất hóa học cần thiết cho sự sống, đặc biệt là carbon, hay không
- Phân tích sử dụng dữ liệu Webb đã xác nhận carbon dioxide ở một khu vực nhất định trên bề mặt băng của Europa
- Nguồn carbon này nhiều khả năng đến từ đại dương ngầm, chứ không phải từ thiên thạch hay nguồn bên ngoài khác
- Phân tích cho thấy nó đã được lắng đọng trên bề mặt trong thời gian gần đây về mặt địa chất
- Phát hiện này là một manh mối quan trọng để đánh giá khả năng có thể cư trú của đại dương Europa
Carbon dioxide tập trung tại Tara Regio
- Webb xác nhận carbon dioxide trên bề mặt Europa phân bố nhiều nhất ở Tara Regio
- Tara Regio là một vùng chaos terrain trẻ về mặt địa chất và đã được tái tạo bề mặt
- Băng bề mặt ở trạng thái bị xáo trộn
- Có khả năng đã có trao đổi vật chất giữa đại dương ngầm và bề mặt băng
- Các quan sát trước đây của Hubble Space Telescope cho thấy bằng chứng về muối có nguồn gốc từ đại dương tại Tara Regio
- Carbon dioxide cũng tập trung mạnh ở cùng khu vực này, củng cố khả năng nguồn gốc cuối cùng của carbon là từ đại dương bên trong
Phương thức quan sát và độ phân giải của Webb
- Hai nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ bộ trường tích phân của NIRSpec, Near-Infrared Spectrograph của Webb, để nhận diện carbon dioxide
- Chế độ thiết bị này cung cấp phổ với độ phân giải 200 x 200 dặm (320 x 320km) trên bề mặt Europa
- Đường kính của Europa là 1.944 dặm
- Nhờ độ phân giải này, có thể xác định các hóa chất cụ thể nằm ở đâu
- Carbon dioxide không ổn định trên bề mặt Europa
- Nhiều khả năng nó đã được bổ sung trong thời gian gần đây về mặt địa chất
- Việc tập trung ở địa hình trẻ cũng củng cố cách diễn giải này
- Thời gian quan sát của đài Webb được sử dụng chỉ ở mức vài phút
Kết quả tìm kiếm chùm hơi nước
- Nhóm nghiên cứu của Villanueva cũng tìm kiếm bằng chứng về các chùm hơi nước phun ra từ bề mặt Europa
- Các nhà nghiên cứu dùng Hubble Space Telescope từng báo cáo các phát hiện tạm thời về chùm hơi nước vào các năm 2013, 2016 và 2017
- Trong dữ liệu Webb mới, không tìm thấy bằng chứng về hoạt động chùm hơi nước
- Kết quả này cho phép đặt ra giới hạn trên nghiêm ngặt về tỷ lệ vật chất có thể được phóng thích
- Tuy nhiên, việc không phát hiện lần này không loại trừ sự tồn tại của chùm hơi nước
- Các chùm hơi nước có thể biến thiên và vẫn có khả năng chỉ xuất hiện vào những thời điểm nhất định
- Điều chắc chắn duy nhất là tại thời điểm quan sát bằng Webb lần này, không phát hiện được chùm hơi nước trên Europa
Các sứ mệnh tiếp theo và bài báo
- NASA dự kiến phóng tàu vũ trụ Europa Clipper vào tháng 10/2024
- Europa Clipper sẽ bay áp sát Europa hàng chục lần
- Sứ mệnh sẽ tiếp tục khảo sát liệu Europa có thể có điều kiện phù hợp cho sự sống hay không
- Phát hiện này có thể cung cấp thông tin cho Europa Clipper của NASA và JUICE, sứ mệnh Jupiter Icy Moons Explorer của ESA
- Hai bài báo độc lập dự kiến được công bố trên Science vào ngày 21/9
- Các bài báo liên quan:
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Nếu mang một thùng chứa nước từ Europa về Trái Đất, tôi tự hỏi liệu đó có phải là lượng nước mới lớn nhất được đưa vào Trái Đất kể từ sau một vụ va chạm cấp hành tinh hàng tỷ năm trước không
Tìm nhanh thì thấy có cách giải thích kiểu như “nước trên Trái Đất ngày nay gần như vẫn là cùng lượng nước đã ở đây suốt gần 5 tỷ năm, chúng ta không tạo ra nước mới, và chỉ một phần rất nhỏ thoát ra không gian”
Tôi không rành lĩnh vực này, nhưng đây là một thí nghiệm tư duy thú vị
Phân tử nước không phải là thứ không thể chia tách; nhiều quá trình sinh học đã tách hydro và oxy ra hoặc kết hợp chúng lại, và các quy trình công nghiệp cũng vậy
Vì thế có khá nhiều “nước mới” được tạo ra từ oxy trong không khí, v.v.; ngoài ra nước mới, oxy và hydro cũng đi vào Trái Đất tương đối thường xuyên từ các thiên thể có pha băng như sao chổi
Tuy nhiên, xét trên quy mô toàn cục thì lượng này quả thật không đáng kể
Khi khai thác dầu thô từ lòng đất, hydro được tạo ra như sản phẩm phụ, và các quy trình công nghiệp khác cũng tương tự
Nếu hydro đó cháy với oxy trong khí quyển rồi trở thành nước, có thể xem đó là nước mới
Mặt Trời là một khối hydro khổng lồ, và một đợt bùng phát Mặt Trời lớn cũng có thể mang các nguyên tử hydro mới đến Trái Đất, rồi chúng bị oxy hóa thành nước
https://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/news/Solar_Flare_S...
Dù gọi là “Webb của NASA”, về mặt kỹ thuật, cho dù NASA sở hữu và chủ yếu vận hành nó, ngay từ đầu đây đã được phát triển như một dự án quốc tế
https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Par...
Theo tài liệu đó, tổng chi phí của NASA được ước tính là 9,7 tỷ USD, còn đóng góp của ESA và CSA lần lượt vào khoảng 700 triệu euro và 200 triệu đô la Canada
Theo tỷ giá hiện tại thì châu Âu khoảng 7,0%, Canada 1,5%, Mỹ 91,5%; kết luận là Canada làm tốt đấy
Vì sao một vệ tinh ngẫu nhiên nào đó của Sao Mộc lại có nhiều nước đến vậy? Và vì sao các thiên thể đá có kích thước tương tự trong Hệ Mặt Trời lại không đều như thế?
Tôi có cảm giác chuyện này còn lạ hơn cả nước trên Trái Đất
https://www.planetary.org/planetary-radio/2023-lost-oceans-a...
Đá cũng có thể tiêu thụ rất nhiều nước. Vì cấu trúc khoáng vật có thể hấp thụ nhiều nước, nên không chỉ cần nhìn vào đại dương trên bề mặt mà còn phải xem bên trong thiên thể chứa bao nhiêu nước
Tôi tự hỏi ý nghĩa của việc có carbon dioxide là: 1) vì đó là vật liệu cần thiết cho sự sống kiểu chúng ta, 2) vì nó có thể là sản phẩm phụ của sự sống, hay là cả hai
Nếu là oxy dạng khí thì đó là ý thứ hai. Vì có tính phản ứng cao, nếu phát hiện được trong khí quyển thì có nghĩa là có một hoạt động nào đó liên tục bổ sung nó, và trên Trái Đất sự sống làm việc đó
Thật ra tôi nghĩ có khi người ngoài hành tinh đã quan sát chúng ta bằng máy quang phổ suốt hàng triệu năm, và có thể đã suy đoán rằng chúng ta đang ở đây
Europa là nơi thú vị nhất trong Hệ Mặt Trời, một nơi kích thích trí tưởng tượng. Theo đúng nghĩa đen, có miệng phun thủy nhiệt trong đại dương tối đen sâu hàng trăm dặm, và trông có vẻ rất thuận lợi cho sự sống
Khi nghĩ đến những sinh vật ngoài hành tinh cỡ Leviathan bơi trong đại dương sâu của Europa, tôi lại phấn khích như một đứa trẻ; không biết có chỉ mình tôi như vậy không
“Tất cả những thế giới này là của các ngươi — ngoại trừ Europa.”
“Đừng cố hạ cánh xuống đó.”
Nên đúng vậy. Clarke cũng cho rằng Europa đặc biệt
Sẽ thật tuyệt nếu trong Hệ Mặt Trời của chúng ta có ít nhất 3 thế giới có sự sống đại dương
https://solarsystem.nasa.gov/moons/saturn-moons/enceladus
Nếu trong môi trường như vậy mà phát hiện được dù chỉ một vi sinh vật, điều đó gần như có nghĩa là sự sống rất phổ biến trong vũ trụ
Tuy nhiên, một điều nữa mọi người cần hiểu là “sự sống” và “sự sống trí tuệ đã tiến hóa hoàn toàn” là hai câu chuyện rất khác nhau
Linda Moulton-Howe từng đề cập đến lời khai của “người trong cuộc”, trong đó có tuyên bố rằng một chủng loài dạng bạch tuộc sống bên dưới đại dương phủ băng của Europa
Không rõ đó là tập nào của Earthfiles, nhưng nếu là thật thì khá thú vị
Webb có thể chụp ảnh Europa không?
Europa Clipper của NASA là sứ mệnh chuyên dụng đầu tiên khám phá một thế giới ngoài Trái Đất có đại dương toàn cầu, dự kiến phóng vào tháng 10 năm 2024 và đến Europa vào năm 2030
Sứ mệnh này sẽ khảo sát bề mặt và bên trong Europa để xác định liệu có các vật liệu cần thiết để duy trì sự sống hay không, đồng thời dự kiến bay ngang qua Europa ở cự ly gần khoảng 50 lần khi quay quanh Sao Mộc
Nếu muốn xem ảnh vệ tinh tốt hơn, ảnh của Juno cũng đáng tham khảo
“Hai nhóm đã xác định carbon dioxide bằng dữ liệu từ thiết bị trường tích phân của máy quang phổ cận hồng ngoại (NIRSpec) trên Webb. Chế độ thiết bị này cung cấp phổ với độ phân giải 200 x 200 dặm (320 x 320 km) trên bề mặt Europa, vốn có đường kính 1.944 dặm, cho phép các nhà thiên văn xác định vị trí của các hóa chất cụ thể.”
Bài Wikipedia về NIRSpec: https://en.wikipedia.org/wiki/NIRSpec