NASA’nın Webb’i, Jüpiter’in uydusu Europa’nın yüzeyinde karbon kaynağı buldu

 (webbtelescope.org)
1 puan yazan GN⁺ 2023-09-23 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş
  • Europa’nın buzlu yüzeyinde tespit edilen karbondioksitin, dış çarpışma cisimlerinden değil yeraltı okyanusundan gelmiş olma ihtimali yüksek; bu da yaşam olasılığını değerlendirmede kritik bir ipucu sağlıyor
  • Europa’nın tuzlu sıvı bir okyanusa ve kayalık bir deniz tabanına sahip olduğu biliniyordu, ancak bu okyanusun karbon gibi gerekli kimyasalları içerip içermediği doğrulanmamıştı
  • Karbondioksit, jeolojik olarak genç Tara Regio bölgesinde yoğunlaştı ve yüzey buzundaki bozulmalar, yeraltı okyanusu ile yüzey arasında madde alışverişi olasılığını destekliyor
  • Webb’in NIRSpec integral alan birimi, Europa yüzeyine ait spektrumları 200 x 200 mil çözünürlükte sağlayarak yalnızca birkaç dakikalık gözlemle kimyasal madde dağılımını daralttı
  • Aynı gözlemde su buharı püskürmeleri tespit edilmedi, ancak püskürme etkinliği zamana göre değişebileceğinden var olma ihtimali tamamen dışlanmış değil

Europa yeraltı okyanusu ve karbon ipucu

  • Europa, Güneş Sistemi’nde yaşama elverişli koşullara sahip olabilecek az sayıdaki gök cisminden biri sayılıyor
  • Önceki araştırmalar, Europa’nın su-buz kabuğunun altında tuzlu sıvı bir okyanus ve kayalık bir deniz tabanı bulunduğunu gösteriyordu
  • Hâlâ belirsiz olan temel konu, bu okyanusun yaşam için gerekli kimyasalları, özellikle de karbonu, içerip içermediğiydi
  • Webb verileriyle yapılan analiz, Europa’nın buzlu yüzeyindeki belirli bölgelerde karbondioksit tespit etti
    • Bu karbonun göktaşlarından ya da başka dış kaynaklardan değil, yeraltı okyanusundan gelmiş olma ihtimali yüksek
    • Jeolojik olarak yakın dönemde yüzeye çökelmiş olduğu değerlendiriliyor
  • Bu keşif, Europa okyanusunun potansiyel yaşanabilirliğini değerlendirmede önemli bir ipucu sunuyor

Tara Regio’da yoğunlaşan karbondioksit

  • Webb, Europa yüzeyindeki karbondioksitin en yoğun olarak Tara Regio’da bulunduğunu doğruladı
  • Tara Regio, jeolojik olarak genç ve yeniden yüzeylenmiş bir chaos terrain bölgesi
    • Yüzey buzu bozulmuş durumda
    • Yeraltı okyanusu ile buzlu yüzey arasında madde alışverişi olmuş olabileceğini gösteriyor
  • Hubble Space Telescope’un geçmiş gözlemleri, Tara Regio’da okyanus kökenli tuzlara dair kanıtlar göstermişti
  • Aynı bölgede karbondioksitin de güçlü biçimde yoğunlaşması, karbonun nihai kaynağının iç okyanus olabileceği yorumunu destekliyor

Webb gözlem yöntemi ve çözünürlük

  • İki araştırma ekibi, karbondioksiti tanımlamak için Webb’in Near-Infrared Spectrograph cihazı NIRSpec’in integral alan birimi verilerini kullandı
  • Bu cihaz modu, Europa yüzeyinden 200 x 200 mil (320 x 320 km) çözünürlükte spektrum sağlıyor
    • Europa’nın çapı 1.944 mildir
    • Bu çözünürlük sayesinde belirli kimyasal maddelerin nerede bulunduğu anlaşılabiliyor
  • Karbondioksit, Europa yüzeyinde kararlı değil
    • Jeolojik olarak yakın dönemde taşınmış ya da sağlanmış olma ihtimali yüksek
    • Genç arazilerde yoğunlaşmış olması da bu yorumu güçlendiriyor
  • Gözlem için kullanılan Webb gözlemevi süresi birkaç dakika düzeyindeydi

Su buharı püskürmelerini arama sonucu

  • Villanueva ekibi, Europa yüzeyinden fışkıran su buharı püskürmelerine dair kanıt da aradı
  • Hubble Space Telescope kullanan araştırmacılar, 2013, 2016 ve 2017 yıllarında püskürmelere ilişkin geçici tespitler bildirmişti
  • Yeni Webb verilerinde püskürme etkinliğine dair kanıt bulunmadı
    • Bu sonuç, potansiyel olarak salınan maddenin oranı için sıkı bir üst sınır belirlemeyi mümkün kıldı
    • Ancak bu tespit edilememiş olması, püskürmelerin varlığını tamamen dışlamıyor
  • Püskürmeler değişken olabilir ve yalnızca belirli zamanlarda görülebilir olma ihtimali sürüyor
  • Bu Webb gözlemi sırasında Europa’da püskürme tespit edilemediği kesin olarak söylenebiliyor

Sonraki keşifler ve makaleler

  • NASA, Europa Clipper uzay aracını Ekim 2024’te fırlatmayı planlıyor
    • Europa Clipper, Europa’nın yakınından onlarca kez uçacak
    • Europa’nın yaşam için uygun koşullara sahip olup olamayacağını daha ayrıntılı inceleyecek
  • Bu keşif, NASA’nın Europa Clipper’ı ile ESA’nın Jupiter Icy Moons Explorer görevi JUICE için bilgi sağlayabilir
  • İki bağımsız makale 21 Eylül’de Science’ta yayımlanacak
  • İlgili makaleler:

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2023-09-23
Hacker News yorumları

  • Europa’dan su dolu bir kap Dünya’ya getirilse, milyarlarca yıl önceki gezegen ölçeğinde bir çarpışmadan bu yana Dünya’ya gelen en büyük miktarda yeni su olur mu diye merak ediyorum.
    Kısa bir arama yapınca “bugünkü Dünya suyu, neredeyse 5 milyar yıldır burada olan aynı su; yeni su yaratmadık ve çok küçük bir kısmı uzaya kaçtı” tarzı açıklamalar gördüm.
    Çok bildiğim bir alan değil ama ilginç bir düşünce deneyi.

    • Bazen insanların illa bilimsel arka plan bilgisine sahip olmadığını hatırlatıyor.
      Su molekülleri bölünemez şeyler değil; birçok biyolojik süreç hidrojen ile oksijeni ayırıp yeniden birleştirdi, endüstriyel süreçler de aynı şekilde.
      Bu yüzden havadaki oksijen vb. kaynaklardan oluşan “yeni su” epey fazla; ayrıca kuyruklu yıldızlar gibi buz içeren gökcisimleri nedeniyle yeni su, oksijen ve hidrojen Dünya’ya nispeten sık giriyor.
    • “Dünya’nın suyu neredeyse 5 milyar yıldır burada olan aynı su” sözü genel çerçevede doğru olabilir; ama çeşitli endüstriyel süreçlerin yan ürünü olarak muazzam miktarda su üretiliyor ve bu “yeni” su sayılabilir.
      Yine de toplam ölçek içinde miktarı çok küçük kalıyor.
    • Kuyruklu yıldızlar arada düşüyor; Dünya da her yıl uzaydan yaklaşık 5000 ton enkaz topluyor, dolayısıyla zaman zaman birkaç ton su da elde ettiğini düşünüyorum.
    • “Yeni su yapmak” tanımına göre değişir.
      Ham petrol yerden çıkarılırken yan ürün olarak hidrojen oluşur; başka endüstriyel süreçlerde de benzeri olur.
      Bu hidrojen atmosferde oksijenle yanıp suya dönüşürse yeni su sayılabilir.
      Güneş dev bir hidrojen kütlesidir ve büyük bir güneş patlaması yeni hidrojen atomlarını Dünya’ya getirip oksitlenerek suya dönüşmelerine yol açabilir.
      https://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/news/Solar_Flare_S...
    • Hidrojen-oksijen roketleri Dünya’da milyonlarca galon yeni su üretti; benzin yakmak da bir miktar yeni su oluşturur.

  • “NASA’nın Webb’i” deniyor ama teknik olarak NASA’ya ait olup ağırlıklı olarak NASA tarafından işletilse de başından beri uluslararası bir proje olarak geliştirildi.
    https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope#Par...

    • ABD merkezcilikten hoşlanmıyorum ama burada bir ölçüde haklı görünüyor. Son kısımda ESA ve CSA’dan da özellikle bahsediliyor.
      İlgili belgeye göre NASA’nın toplam maliyetinin 9,7 milyar dolar olacağı tahmin ediliyor; ESA ve CSA’nın katkıları ise sırasıyla yaklaşık 700 milyon euro ve 200 milyon Kanada doları.
      Güncel kurla Avrupa %7,0, Kanada %1,5, ABD %91,5 civarı; sonuç olarak Kanada iyi iş çıkarmış gibi.

  • Jüpiter’in rastgele bir uydusunda neden bu kadar çok su var? Ve Güneş Sistemi’ndeki benzer büyüklükteki kayalık cisimlerin hepsi neden böyle değil?
    Bana kalırsa Dünya’nın suyundan çok bu daha tuhaf değil mi?

    • https://en.wikipedia.org/wiki/Enceladus da var; yani bol sulu uydu tek değil.
    • Planetary Radio’nun yakın tarihli bir bölümünde bu konu ele alındı ve Io’nun da bir zamanlar su dünyası olmuş olabileceği söylendi.
      https://www.planetary.org/planetary-radio/2023-lost-oceans-a...
      Kayalar da çok su tüketebilir. Mineral yapılarının içine çok su alabilirler; bu yüzden suya yalnızca yüzey okyanusları olarak değil, gökcisminin içinde ne kadar bulunduğu açısından da bakmak gerekir.
    • Güneş Sistemi’nde su bol. Örneğin kuyruklu yıldızlar büyük ölçüde sudan oluşur.
    • Maddenin ağırlık ya da yoğunluğa göre farklı yörüngelere çökme ve birikme eğiliminde olup olmadığını merak ediyorum.

  • Karbondioksit varlığının anlamı 1) bizim bildiğimiz türden yaşam için gerekli bir malzeme olması mı, 2) yaşamın yan ürünü olma ihtimali mi, yoksa ikisi birden mi merak ediyorum.

    • Daha çok ilki. Karbondioksit biyolojik olmayan süreçlerle de oluşabilir ve oldukça kararlıdır; ama “bildiğimiz yaşam” için gereklidir.
      Gaz hâlindeki oksijen olsaydı ikinciye girerdi. Çok reaktif olduğu için atmosferde tespit edilirse onu sürekli yenileyen bir etkinlik olduğu anlamına gelir; Dünya’da bunu yaşam yapıyor.
    • Mars atmosferinde birim hacim başına Dünya’dan daha fazla karbondioksit var. Neredeyse hiç atmosferi olmadığı hâlde durum böyle; bu yüzden yaşamın yan ürünü olduğu taraf kesinlikle değil.
    • Karbondioksit yoğunluğundaki hızlı değişim, yaşam gibi bir şeyin gezegenin moleküllerini yeniden düzenlediğine dair ipucu olabilir.
      Aslında uzaylıların milyonlarca yıldır bizi spektrometrelerle gözlemlediğini ve burada olduğumuzu tahmin etmiş olabileceklerini düşünüyorum.

  • Europa, hayal gücünü harekete geçiren, Güneş Sistemi’ndeki en ilginç yer. Kelimenin tam anlamıyla yüzlerce mil derinlikte zifiri karanlık bir okyanusta hidrotermal bacalar var ve yaşama elverişli görünüyor.
    Europa’nın derin denizlerinde dolaşan Leviathan boyutunda uzaylı canlıları düşününce çocuk gibi heyecanlanıyorum; sadece ben mi böyleyim merak ediyorum.

    • Europa Report filmi: https://www.youtube.com/watch?v=avzqYgtpdMQ hoşuma gitmişti.
    • Arthur C. Clarke’ın romanında şöyle bir cümle var:
      “Bütün bu dünyalar sizindir — Europa hariç.”
      “Oraya iniş yapmaya kalkışmayın.”
      Yani evet. Clarke da Europa’nın özel olduğunu düşünüyordu.
    • Enceladus’u da unutmamak gerek. Dev bir okyanusu var ve ayrıca dev gayzerleri uzaya püskürtme avantajına sahip.
      Güneş Sistemi’mizde okyanus yaşamı olan en az 3 dünya varsa harika olurdu.
      https://solarsystem.nasa.gov/moons/saturn-moons/enceladus
    • Fitoplankton yokken Leviathan boyutunda hayvanlar mümkün mü? Hidrotermal bacalar Güneş’ten çok daha az enerji sağlıyor olmalı; benim de pek bilmediğim bir alan.

  • Böyle bir ortamda tek bir mikrop bile bulunursa, bu evrende yaşamın yaygın olduğu anlamına oldukça yaklaşır.
    Ancak insanların anlaması gereken bir diğer nokta da “yaşam” ile “tamamen evrimleşmiş zeki yaşam”ın çok farklı şeyler olduğudur.

    • Öyle değil. Dünya’ya yakın olduğu için ortak ata ya da ortak öncül kimyasal tepkimeleri paylaşma olasılığı çok daha yüksek.
    • Dünya’daki yaşamla ortak bir atası varsa durum değişir. O durumda bile bunun bu Güneş Sistemi’nde başlayıp başlamadığını yeniden değerlendirmek gerekir.

  • Linda Moulton-Howe “içeriden” tanıklıkları ele almıştı; Europa’nın buzla kaplı okyanusunun altında ahtapot benzeri bir türün yaşadığının iddia edildiği bir içerikti.
    Earthfiles’ın hangi bölümüydü bilmiyorum ama doğruysa ilginç.

  • Webb, Europa’yı görüntüleyebilir mi?

    • Başkalarının söylediği gibi, makaledeki görüntü o. Europa’nın gerçekten iyi görüntüleri için biraz daha beklemek gerekiyor.
      NASA’nın Europa Clipper’ı, Dünya dışında küresel bir okyanusa sahip bir dünyayı araştırmaya adanmış ilk görev; Ekim 2024’te fırlatılıp 2030’da Europa’ya ulaşması planlanıyor.
      Bu görev, yaşamı destekleyecek bileşenler olup olmadığını görmek için Europa’nın yüzeyini ve içini inceleyecek ve Jüpiter’in yörüngesinde dönerken Europa’nın yaklaşık 50 kez yakınından geçecek.
      Daha iyi uydu fotoğrafları görmek istiyorsanız Juno’nun görüntülerine de bakmaya değer.
    • NASA duyurusunda “Europa Carbon Dioxide Distribution” görüntüsünün NIRCam ve NIRSpec IFU ile yer alması, bunun mümkün olduğu anlamına gelir.
    • Evet. Makaledeki NIRCam görüntüsü Webb teleskobundan geliyor.
    • Makalede oldukça doğru yazılmış.
      “İki ekip, karbondioksiti tanımlamak için Webb’in Yakın Kızılötesi Spektrografı’nın (NIRSpec) integral alan birimi verilerini kullandı. Bu cihaz modu, çapı 1.944 mil olan Europa’nın yüzeyinde 200 x 200 mil (320 x 320 kilometre) çözünürlükte spektrumlar sağlayarak astronomların belirli kimyasalların konumunu belirlemesine olanak tanır.”
      NIRSpec hakkındaki Wikipedia maddesi: https://en.wikipedia.org/wiki/NIRSpec
    • Makalede Webb’in çektiği bir Europa görüntüsü var