Muutama vuosi sitten, tähtitieteilijät uskoivat löytäneensä hulluja renkaita Saturnuksen kuun Rhean ympäriltä. Nyt uudet havainnot ovat osoittaneet jotain muuta Rhean ympärillä, mikä oli täysin odottamatonta: happiatmosfääri. Tämän vuoden maaliskuussa Cassini-avaruusalus valmisti Rhean läheisen lentosuunnan ja taltioi tietoja, jotka osoittavat ohuen hapesta ja hiilidioksidista koostuvan ilmakehän.
Hapen lähde ei oikeastaan ole yllätyksenä: Rhean tiheys, joka on 1,233-kertainen nestemäisen veden tiheyteen, viittaa siihen, että Rhea on kolme neljäsosaa jäätä ja yksi neljäsosa kiviä. Kuun heikko ilmapiiri ylläpidetään jatkuvalla kemiallisella jääveden hajoamisella kuun pinnalla säteilyttämällä Saturnin magnetosfääristä.
Happi on äskettäin havaittu myös kahden Jupiterin kuun, Euroopan ja Ganymeden, ilmakehistä. Koska happi on Saturnuksen renkaita ympäröivän ilmakehän pääkomponentti, tähtitieteilijöiden mielestä Saturnuksen magnetosfäärin sisällä kiertävien muiden jäisten kuukausien ympärillä voi olla samanlaisia ilmakehoja.
"Uudet tulokset viittaavat siihen, että aktiivinen, monimutkainen happi, johon liittyy happea, voi olla melko yleistä koko aurinkokunnassa ja jopa maailmankaikkeudessa", sanoi pääkirjailija Ben Teolis, Cassini-ryhmän tutkija, joka sijaitsee San Antonion lounaaseen tutkimusinstituutiossa. ”Tällainen kemia voisi olla elämän edellytys. Kaikki todisteet Cassinilta osoittavat, että Rhea on liian kylmä ja vailla vettä, jota me tarvitsemme elämään sellaisena kuin me sen tunnemme. "
Tietenkin, elämä on aina mahdollista, koska emme tiedä sitä.
Ja kuussa on oltava jonkinlainen orgaaninen aine - tarkoittaen hiiliyhdisteitä. Hiilidioksidin lähde Rhean ilmakehässä ei ole vielä tiedossa, mutta sen esiintyminen viittaa siihen, että hapettimien ja orgaanisten aineiden väliset radiolyysireaktiot ovat jatkuvia Kuun pinnalla.
Mitä tahansa näistä uusista havainnoista, jotka liittyvät Rhea-ympärillä olevien renkaiden poistettuun hypoteesiin, Teolis kertoi Space Magazine -lehteelle, että Rhean ympäristöstä on vielä paljon määrittelemättä. "Elektronien ehtymistä ei tällä hetkellä selitetä", Teolis sanoi sähköpostissa. Rhean ympärillä havaittu jyrkkä, symmetrinen elektronien pudotus oli alkuperäinen löytö rengasteorian taustalla. ”Nykyinen ajattelumme on, että se voi liittyä ilmakehän ionisaatioon, kenties yhdessä Rhean pinnan sähköstaattisen varauksen kanssa, mutta minulla ei ole tässä vaiheessa lopullista vastausta. Ilmakehän ja magneetosfäärin vuorovaikutus on monimutkainen ongelma, jonka selvittäminen vie jonkin aikaa. Mutta ensimmäistä kertaa jäisellä kuulla Cassini-löydökset antavat meille in situ -havaintoikkunan tähän vuorovaikutukseen, jonka ymmärtäminen on edelleen erittäin teoreettista. Työskentelemme sen parissa. ”
Viimeisimmät tiedot tulivat Cassinin ioni- ja neutraalimassaspektrometristä ja Cassini-plasmaspektrometristä lennon aikana 26. marraskuuta 2005, 30. elokuuta 2007 ja 2. maaliskuuta 2010. Ioni- ja neutraalimassaspektrometrissä hapen huipputiheydet olivat noin 50 miljardia molekyyliä kuutiometriä kohti (1 miljardi molekyyliä kuutiometriä kohti). Se havaitsi hiilidioksidin huipputiheydet noin 20 miljardia molekyyliä kuutiometriä kohti (noin 600 miljoonaa molekyyliä kuutiometriä kohti).
Plasmaspektrometri näki selvät allekirjoitukset positiivisten ja negatiivisten ionien virtauksista, joiden massat vastasivat happea ja hiilidioksidia.
Tutkijoiden mukaan happi näyttää nousevan ilmakehään, kun Saturnuksen magneettikenttä pyörii Reanan yli. Maapallon magneettikentässä loukkuun jääneet energiahiukkaset pistävät kuun vesijääpinnan. Ne aiheuttavat kemiallisia reaktioita, jotka hajoavat pinnan ja vapauttavat happea.
Hapen vapauttaminen pinta-säteilytyksellä voisi auttaa luomaan elämän kannalta suotuisat olosuhteet jäisellä keholla kuin Rhea, jolla on nestemäistä vettä pinnan alla, Teolis sanoi. Jos happea ja hiilidioksidia pinnasta voitaisiin jollain tavalla kuljettaa alas pinta-alaiseen valtamereen, se tarjoaisi paljon vieraanvaraisemman ympäristön monimutkaisempien yhdisteiden ja elämän muodostumiselle.
Tutkijat eivät ole varmoja siitä, kuinka hiilidioksidi vapautuu. Se voi olla seurausta ensisijaisesta aurinkosumusta loukkuun jääneen ”kuivajäätä”, kuten komeettojen tapauksessa, tai se voi johtua samanlaisista säteilyttämisprosesseista, jotka toimivat Rhean vesijään loukkuun jääneissä orgaanisissa molekyyleissä. Hiilidioksidi voi myös tulla hiilirikkaista materiaaleista, joita pienet meteorit ovat tallettaneet ja jotka pommittivat Rhean pintaa.
"Rhea osoittautuu paljon mielenkiintoisemmaksi kuin olimme kuvitelleet", kertoi JPL: n Cassini-projektin tutkija Linda Spilker. "Cassini-löytö tuo esiin Saturnin kuukausien rikkaan monimuotoisuuden ja antaa meille vihjeitä niiden muodostumisesta ja kehittymisestä."
Tämä tutkimus ilmestyy Science Expressin 25. marraskuuta 2010 julkaistussa numerossa.
Lähteet: Science, JPL, sähköpostinvaihto Teolisin kanssa
