Bordsaltforbindelse plettet på Europa

En velkendt ingrediens har gemt sig i almindeligt syn på overfladen af ​​Jupiters måne Europa. Ved hjælp af en spektralanalyse af synligt lys, planetforskere ved Caltech og Jet Propulsion Laboratory, som Caltech administrerer for NASA, har opdaget, at den gule farve, der er synlig på dele af Europas overflade, faktisk er natriumchlorid, en forbindelse kendt på jorden som bordsalt, som også er hovedbestanddelen af ​​havsalt.

Opdagelsen tyder på, at Europas salte underjordiske hav kemisk kan ligne Jordens oceaner mere end tidligere antaget, udfordrende årtiers antagelser om sammensætningen af ​​disse farvande og gøre dem potentielt meget mere interessante at studere. Fundet blev offentliggjort i Videnskabens fremskridt den 12. juni.

Flybys fra rumfartøjerne Voyager og Galileo har fået forskere til at konkludere, at Europa er dækket af et lag salt, flydende vand omgivet af en iskold skal. Galileo bar et infrarødt spektrometer, et instrument, videnskabsmænd bruger til at undersøge sammensætningen af ​​den overflade, de undersøger. Galileos spektrometer fandt vandis og et stof, der så ud til at være magnesiumsulfatsalte - som Epsom-salte, som bruges i iblødsætningsbade. Da den iskolde skal er geologisk ung og har rigelige beviser for tidligere geologisk aktivitet, det var mistanke om, at de salte, der findes på overfladen, kan stamme fra havet nedenfor. Som sådan, forskere har længe haft mistanke om en havsammensætning rig på sulfatsalte.

Det hele ændrede sig, da det var nyt, højere spektral opløsningsdata fra W. M. Keck Observatory på Maunakea antydede, at forskerne faktisk ikke så magnesiumsulfater på Europa. De fleste af de tidligere betragtede sulfatsalte har faktisk tydelige absorptioner, som burde have været synlige i Keck-data af højere kvalitet. Imidlertid, spektrene af regioner, der forventes at afspejle den indre sammensætning, manglede nogen af ​​de karakteristiske sulfatabsorptioner.

"Vi troede, at vi kunne se natriumchlorider, men de er i det væsentlige funktionsløse i et infrarødt spektrum, " siger Mike Brown, Richard og Barbara Rosenberg professor i planetarisk astronomi ved Caltech og medforfatter af Videnskabens fremskridt papir.

Imidlertid, Kevin Hand hos JPL havde bestrålet havsalte i et laboratorium under Europa-lignende forhold og fandt ud af, at flere nye og distinkte egenskaber opstår efter bestråling, men i den synlige del af spektret. Han fandt ud af, at saltene ændrede farver til det punkt, at de kunne identificeres med en analyse af det synlige spektrum. Natriumchlorid, for eksempel, blev en gul nuance svarende til den, der er synlig i et geologisk ungt område af Europa kendt som Tara Regio.

"Natriumchlorid er lidt ligesom usynlig blæk på Europas overflade. Før bestråling, du kan ikke se det er der, men efter bestråling, farven springer lige ud af dig, " siger hånd, videnskabsmand ved JPL og medforfatter til Videnskabens fremskridt papir.

"Ingen har taget synlige bølgelængdespektre af Europa før, som havde denne slags rumlige og spektrale opløsning. Galileo-rumfartøjet havde ikke et synligt spektrometer. Det havde bare et nær-infrarødt spektrometer, " siger Caltech kandidatstuderende Samantha Trumbo, avisens hovedforfatter.

"Folk har traditionelt antaget, at al den interessante spektroskopi er i det infrarøde på planetariske overflader, fordi det er der, de fleste af de molekyler, som videnskabsmænd leder efter, har deres grundlæggende egenskaber, " siger Brown.

Ved at tage et nærmere kig med Hubble-rumteleskopet, Brown og Trumbo var i stand til at identificere en tydelig absorption i det synlige spektrum ved 450 nanometer, som matchede det bestrålede salt præcist, bekræfter, at Tara Regios gule farve afspejlede tilstedeværelsen af ​​bestrålet natriumchlorid på overfladen.

"Vi har haft kapaciteten til at lave denne analyse med Hubble-rumteleskopet i de sidste 20 år, " siger Brown. "Det er bare, at ingen tænkte på at se."

Selvom resultatet ikke garanterer, at dette natriumchlorid stammer fra havet under overfladen (dette kunne, faktisk, blot være bevis på forskellige typer materialer lagdelt i månens iskolde skal), undersøgelsens forfattere foreslår, at det berettiger en revurdering af geokemien i Europa.

"Magnesiumsulfat ville simpelthen være udvasket i havet fra sten på havbunden, men natriumchlorid kan indikere, at havbunden er hydrotermisk aktiv, " siger Trumbo. "Det ville betyde, at Europa er et mere geologisk interessant planetarisk legeme end tidligere antaget."

Undersøgelsen har titlen "Natriumchlorid på overfladen af ​​Europa."