Skąd się wzięła woda na księżycach Jowisza?
Astronomowie wskazują, że woda na niektórych księżycach Jowisza zgromadziła się w czasie formowania się tych światów na orbicie gazowego olbrzyma. Przez co również cześć z nich jest jej pozbawiona.
.Jak twierdzą badacze, Io, najbardziej aktywny wulkanicznie księżyc w Układzie Słonecznym, wydaje się całkowicie suchy i pozbawiony lodu, jednak jego sąsiad, Europa, skrywa pod lodową skorupą rozległy ocean ciekłej wody. W ramach nowego badania, naukowcy z Aix-Marseille University i Southwest Research Institute, odkryli skąd wzięła się woda na niektórych księżycach Jowisza i czemu część z nich jest jej pozbawiona. Ich zdaniem gromadzenie się jej miało miejsce w czasie forowania się tych ciał niebieskich wokół Jowisza, a nie w wyniku późniejszych procesów ewolucyjnych. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.
Od dawna naukowcy wiedzą, że księżyce Jowisza wykazują wyraźnie różne cechy. Najbardziej uderzającym przykładem są Io i Europa – podczas gdy Io jest suchym i niezwykle wulkanicznym światem pozbawionym wody, Europa jest pokryta warstwą lodu, pod którą może skrywać się ocean ciekłej wody.
„Io i Europa są sąsiadami orbitującymi wokół Jowisza, ale wyglądają zupełnie inaczej. Nasze badania pokazują, że kontrast ten nie powstał z biegiem czasu, ale istniał już od samego początku” – mówi Olivier Mousis z Southwest Research Institute.
Astronomowie przetestowali dwie główne hipotezy wyjaśniające te różnice. Pierwsza sugerowała, że ekstremalne warunki panujące w pobliżu Jowisza podczas formowania się jego naturalnych satelitów uniemożliwiły zachowanie lodu wodnego, pozbawiając Io tego składnika od samego początku. Druga hipoteza zakładała, że Io i Europa początkowo powstały z podobnymi ilościami wody, ale Io z czasem utracił większość swoich substancji lotnych w wyniku procesów ucieczki atmosferycznej i erozji.
W ramach nowego badania, naukowcy zrekonstruowali najwcześniejsze etapy ewolucji Io i Europy, zakładając, że woda na księżycach Jowisza pochodziła z minerałów, z których się uformowały. Astronomowie opracowali model, w którym połączyli wewnętrzną ewolucję termiczną księżyców z procesami ucieczki substancji lotnych, uwzględniając wszystkie główne źródła ciepła aktywne w formującym się układzie Jowisza, w tym ogrzewanie wywołane akrecją, rozpad radioaktywny, ogrzewanie pływowe i intensywne promieniowanie Jowisza.
„Io od dawna uważano za księżyc, który utracił wodę w późniejszym okresie swojego istnienia. Jednak, kiedy poddaliśmy tę teorię weryfikacji, fizyka po prostu nie chciała współpracować: Io po prostu nie był w stanie pozbyć się wody w tak skuteczny sposób” – wyjaśnia” – wyjaśnia Olivier Mousis.
Dlatego też Europa również nie straciłaby wody, nawet w ekstremalnych warunkach. Zdaniem naukowców, badania wskazują, że księżyce te znacznie się od siebie różniły od momentu powstania – Io powstało z suchych materiałów, a Europa z bogatych w lód elementów budulcowych.
„Najprostsze wyjaśnienie okazuje się być prawidłowe. Io powstał suchy, a księżyc Europa mokry – i żadna późniejsza ewolucja nie mogła tego zmienić” – podkreśla Olivier Mousis.
.Zdaniem astronomów, różnica w składzie Io i Europy nie jest wynikiem późniejszej ewolucji, ale raczej wywodzi się z pierwotnego środowiska otaczającego Jowisza w momencie formowania się jego księżyców. Wyniki te podważają założenia, że wysoka gęstość Io została spowodowana ogromną utratą substancji lotnych już po jego powstaniu.
Oprac. EG
