Tajemnice lodowych światów oceanicznych

Gdy należąca do NASA sonda Europa Clipper wyrusza w historyczną podróż do lodowego księżyca Jowisza, Europa, dr Matt Powell-Palm, pracownik naukowy na Wydziale Inżynierii Mechanicznej im. J. Mike’a Walkera '66 na Uniwersytecie Texas A&M, ujawnił przełomowe badania, które mogą zmienić nasze rozumienie lodowych światów oceanicznych w całym Układzie Słonecznym. Badanie opublikowane w Nature Communications, którego współautorem jest planetolog dr Baptiste Journaux z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, wprowadza nowatorską koncepcję termodynamiczną zwaną „centotetyką” i bada stabilność cieczy w ekstremalnych warunkach – informacja kluczowa dla określenia możliwości zamieszkania lodowych księżyców, takich jak Europa.

Rewolucjonizowanie poszukiwania możliwości zamieszkania

Eksploracja lodowych światów oceanicznych stanowi nową granicę w naukach planetarnych, skupiającą się na zrozumieniu potencjału tych środowisk do podtrzymywania życia. Badania Powella-Palma odpowiadają na fundamentalne pytanie w tej dziedzinie: w jakich warunkach woda w stanie ciekłym może pozostać stabilna na tych odległych, zamarzniętych ciałach? Definiując i mierząc cenotetykę, czyli absolutnie najniższą temperaturę, w której ciecz pozostaje stabilna przy różnych ciśnieniach i stężeniach, zespół zapewnia najważniejsze ramy do interpretacji danych z badań planetarnych.

Badanie to łączy wiedzę Powell-Palma w zakresie kriobiologii – w szczególności niskotemperaturowej termodynamiki wody – początkowo skupionej na zastosowaniach medycznych, takich jak konserwacja narządów do przeszczepów, z doświadczeniem Journaux w zakresie nauk planetarnych i wysokociśnieniowych systemów wody i lodu. Wspólnie opracowali ramy łączące dyscypliny, aby stawić czoła jednemu z najbardziej fascynujących wyzwań w naukach o planetach.

„Wraz z wystrzeleniem NASA Europa Clipper, największej misji eksploracji planet, jaką kiedykolwiek wystrzelono, wkraczamy w trwającą kilkadziesiąt lat erę eksploracji zimnych i zamarzniętych światów oceanicznych. Pomiary przeprowadzone podczas tej i innych misji pokażą nam, jak głęboki jest ocean i jego kompozycję” – powiedział Journaux. „Laboratoryjne pomiary stabilności cieczy, a zwłaszcza najniższej możliwej temperatury (nowo zdefiniowana cenotetyka), w połączeniu z wynikami misji, pozwolą nam w pełni określić, na ile zimne i głębokie oceany naszego Układu Słonecznego nadają się do zamieszkania, a także jaka jest ich ostateczna wartość. los nadejdzie, gdy księżyce i planety całkowicie ostygną.”

Dziedzictwo innowacji Texas A&M w badaniach kosmicznych

Badania przeprowadzono w Texas A&M pod kierunkiem studenta inżynierii mechanicznej Arian Zarriz. Praca odzwierciedla głęboką wiedzę Texas A&M w zakresie systemów wody i lodu oraz tradycję doskonałości w badaniach kosmicznych, które obejmują wiele dyscyplin. Wraz z niedawnym utworzeniem Texas A&M Space Institute, uniwersytet może odegrać jeszcze większą rolę w eksploracji kosmosu, zapewniając intelektualne przywództwo misjami przesuwającymi granice ludzkiej wiedzy.

„Badanie lodowych światów jest szczególnym priorytetem zarówno dla NASA, jak i Europejskiej Agencji Kosmicznej, o czym świadczy lawina niedawnych i nadchodzących wystrzeleń statków kosmicznych” – powiedział Powell-Palm. „Mamy nadzieję, iż Texas A&M pomoże zapewnić intelektualne przywództwo w tej przestrzeni”.

Patrząc w przyszłość

W miarę jak misje eksploracyjne planet, takie jak te wycelowane w lodowe księżyce, w dalszym ciągu poszerzają naszą wiedzę o Układzie Słonecznym, badacze z Texas A&M i nie tylko przygotowują się do analizy bogactwa dostarczonych przez siebie danych. Łącząc badania eksperymentalne, takie jak te przeprowadzone przez Powella-Palma i Journaux, z odkryciami z tych misji, naukowcy chcą odkryć tajemnice zimnych, oceanicznych światów i ocenić ich potencjał do tworzenia schronienia dla życia.