The study is accepted for publication in the journal Geophysical Research Letters and is available online.
“We have many questions about Europa, the most important and most difficult to answer being is there life? Research like this is important because it focuses on questions we can definitively answer, like whether or not Europa is inhabitable,” said Curt Niebur, Outer Planets Program scientist at NASA Headquarters in Washington. “Once we have those answers, we can tackle the bigger question about life in the ocean beneath Europa’s ice shell.”
A close-up of salt grains discolored by radiation following exposure in a "Europa-in-a-can" test setup at JPL.
Credits: NASA/JPL-Caltech
A salt sample inside a JPL test chamber is bathed in an eerie blue glow as an electron beam scans across it many times each second, delivering a powerful dose of radiation.
Credits: NASA/JPL-Caltech
After tens of hours of exposure to Europa-like conditions, sodium chloride samples turned a yellowish-brown color. The color is spectrally similar to that of dark features on Europa imaged by NASA's Galileo spacecraft.
Credits: NASA/JPL-Caltech
A salt sample, baked to a brownish color by radiation, after exposure to Europa-like conditions.
Credits: NASA/JPL-Caltech
For more than a decade, scientists have wondered about the nature of the dark material that coats long, linear fractures and other relatively young geological features on Europa’s surface. Its association with young terrains suggests the material has erupted from within Europa, but with limited data available, the material's chemical composition has remained elusive.
"If it's just salt from the ocean below, that would be a simple and elegant solution for what the dark, mysterious material is," said research lead Kevin Hand, a planetary scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, California.
One certainty is that Europa is bathed in radiation created by Jupiter's powerful magnetic field. Electrons and ions slam into the moon's surface with the intensity of a particle accelerator. Theories proposed to explain the nature of the dark material include this radiation as a likely part of the process that creates it.
Previous studies using data from NASA's Galileo spacecraft, and various telescopes, attributed the discolorations on Europa's surface to compounds containing sulfur and magnesium. While radiation-processed sulfur accounts for some of the colors on Europa, the new experiments reveal that irradiated salts could explain the color within the youngest regions of the moon's surface.
To identify the dark material, Hand and his co-author Robert Carlson, also at JPL, created a simulated patch of Europa's surface in a laboratory test apparatus for testing possible candidate substances. For each material, they collected spectra -- which are like chemical fingerprints -- encoded in the light reflected by the compounds.
"We call it our 'Europa in a can,'" Hand said. "The lab setup mimics conditions on Europa's surface in terms of temperature, pressure and radiation exposure. The spectra of these materials can then be compared to those collected by spacecraft and telescopes."
For this particular research, the scientists tested samples of common salt -- sodium chloride -- along with mixtures of salt and water, in their vacuum chamber at Europa's chilly surface temperature of minus 280 degrees Fahrenheit (minus 173 Celsius). They then bombarded the salty samples with an electron beam to simulate the intense radiation on the moon's surface.
After a few tens of hours of exposure to this harsh environment, which corresponds to as long as a century on Europa, the salt samples, which were initially white just like table salt, turned a yellowish-brown color similar to features on the icy moon. The researchers found the color of these samples, as measured in their spectra, showed a strong resemblance to the color within fractures on Europa that were imaged by NASA's Galileo mission.
"This work tells us the chemical signature of radiation-baked sodium chloride is a compelling match to spacecraft data for Europa's mystery material," Hand said.
Additionally, the longer the samples were exposed to radiation, the darker the resulting color. Hand thinks scientists could use this type of color variation to help determine the ages of geologic features and material ejected from any plumes that might exist on Europa.
Previous telescope observations have shown tantalizing hints of the spectral features seen by the researchers in their irradiated salts. But no telescope on or near Earth can observe Europa with sufficiently high resolving power to identify them with certainty. The researchers suggest this could be accomplished by future observations with a spacecraft visiting Europa.
JPL built and managed NASA's Galileo mission for the agency's Science Mission Directorate in Washington, and is developing a concept for a future mission to Europa. The California Institute of Technology in Pasadena, manages JPL for NASA.
For more information about Europa, visit:
การศึกษาตีพิมพ์ในวารสารวิจัยธรณีฟิสิกส์ตัวอักษรและสามารถใช้ได้ออนไลน์
" เราได้รับคำถามมากมายเกี่ยวกับยุโรป , สิ่งที่สำคัญที่สุดและยากที่สุดที่จะตอบถูกมีชีวิต การวิจัยนี้เป็นสิ่งสำคัญเพราะมันมุ่งเน้นไปที่คำถามที่เราสามารถจะตอบ ชอบหรือไม่ยูโรปา เป็น inhabitable กล่าวว่า niebur เคิร์ต ,นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกโปรแกรมที่สำนักงานใหญ่นาซ่าในวอชิงตัน " เมื่อเราได้คำตอบ เราสามารถแก้ไขปัญหาที่ใหญ่กว่าคำถามเกี่ยวกับชีวิตในทะเลใต้ ยูโรปาน้ำแข็งเปลือก "
กรมการค้าภายใน เกลือ ด่าง โดยการเปิดรับรังสีต่อไปนี้ใน " การตั้งค่าการทดสอบ europa-in-a-can " เจพี .
เครดิต : นาซา / เจพี Caltech
เกลือตัวอย่างภายในห้องทดสอบเจพีด้วยการเรืองแสงสีฟ้าประหลาดเป็นลำแสงอิเล็กตรอนสแกนข้ามหลายๆครั้งในแต่ละวินาที , การส่งมอบยาที่มีประสิทธิภาพของรังสี .
เครดิต : นาซา / เจพี Caltech
หลังจากหลายชั่วโมงของแสง ยูโรปา เช่นเงื่อนไข , ตัวอย่างโซเดียมคลอไรด์เป็นสีเหลืองสีน้ำตาลสีสีมันคล้ายกับที่ของมีมากกว่าด้านมืดอื่นๆโดยนาซ่า กาลิเลโอ ยานอวกาศ
เครดิต : นาซา / เจพี Caltech
ตัวอย่างเกลืออบเป็นสีน้ำตาล โดยรังสี หลังสัมผัสยุโรป เช่นเงื่อนไข .
เครดิต : นาซา / เจพี Caltech
มากกว่าทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้สงสัยว่า เกี่ยวกับธรรมชาติของวัสดุที่มืดที่เสื้อยาวกระดูกหักแบบเชิงเส้นและคุณสมบัติทางธรณีวิทยาอื่นค่อนข้างเล็กในยุโรปของพื้นผิว ความสัมพันธ์กับหนุ่มภูมิประเทศแนะนำวัสดุได้ปะทุขึ้นจากภายในยุโรป แต่ด้วยข้อมูลที่มีอยู่จำกัด องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุยังคงเข้าใจยาก
" ถ้าแค่เกลือจากทะเลด้านล่าง ซึ่งจะง่ายและสง่างามโซลูชั่นสำหรับสิ่งที่มืด วัตถุลึกลับคืออะไร" เควินกล่าวว่างานวิจัยไปสู่มือ นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ NASA ของห้องทดลองการขับเคลื่อนไอพ่น ( เจพี ) ใน Pasadena , California .
หนึ่งแน่นอนคือว่ายูโรป้าด้วยรังสีสร้างขึ้นโดยดาวพฤหัสบดีพลังสนามแม่เหล็ก อิเล็กตรอนและไอออน กระแทกพื้นผิวดวงจันทร์ กับความเข้มของเครื่องเร่งอนุภาค .เสนอทฤษฎีเพื่ออธิบายลักษณะของวัสดุที่มืดรวมถึงรังสีนี้เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการที่สร้างโอกาสมัน
จากการศึกษาโดยใช้ข้อมูลจากยานอวกาศของนาซ่า กาลิเลโอ และกล้องโทรทรรศน์ต่างๆเกิดจาก discolorations บนพื้นผิวของยูโรปากับสารประกอบที่มีกำมะถัน และแมกนีเซียม ในขณะที่รังสีการประมวลผลบัญชีซัลเฟอร์สำหรับบางสีบนยูโรปาการทดลองใหม่เปิดเผยว่า การฉายรังสีเกลือสามารถอธิบายสีภายในภูมิภาคที่อายุน้อยที่สุดของพื้นผิวของดวงจันทร์
เพื่อระบุวัสดุที่มืด มือเขียนของเขา โรเบิร์ต คาร์ลสัน นอกจากนี้ เจพี สร้างจำลอง patch ของ Europa พื้นผิวในห้องปฏิบัติการทดสอบเครื่องมือการทดสอบเป็นไปได้ผู้สมัครสาร สำหรับวัสดุแต่ละชนิดพวกเขาเก็บแสง ซึ่งเป็นเหมือนลายนิ้วมือเคมี -- เข้ารหัสในแสงที่สะท้อนจากสารประกอบ .
" เราเรียกมันว่า ' Europa สามารถ " มือ " กล่าว ห้องทดลองการเลียนแบบสภาพพื้นผิวบนดวงจันทร์ยูโรปา ในแง่ของอุณหภูมิ ความดัน และรังสีแสง สเปกตรัมของวัสดุเหล่านี้จากนั้นจะสามารถเปรียบเทียบกับข้อมูลจากยานอวกาศ "
และกล้องโทรทรรศน์สำหรับการวิจัยครั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ทดสอบตัวอย่างของเกลือปกติ -- โซเดียมคลอไรด์ -- พร้อมกับส่วนผสมของเกลือและน้ำในสุญญากาศที่ยุโรปหนาวอุณหภูมิติดลบ 280 องศาฟาเรนไฮต์ ( ลบ 173 องศาเซลเซียส ) จากนั้นพวกเขาระดมยิงอย่างเค็มด้วยลำแสงอิเล็กตรอนจําลองเข้มรังสีบนพื้นผิวของดวงจันทร์ .
หลังจากที่ไม่กี่สิบชั่วโมงของการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงนี้ ซึ่งสอดคล้องกับนานเป็นศตวรรษ ยูโรปา เกลือตัวอย่างซึ่งเป็นสีขาว ตอนแรกเหมือนเกลือ เปลี่ยนเป็นสีเหลืองสีน้ำตาลสีคล้ายกับคุณสมบัติบนดวงจันทร์น้ำแข็ง นักวิจัยพบว่าสีของตัวอย่างเหล่านี้เป็นวัดในช่วงของพวกเขาให้แข็งแรงเหมือนสีภายในรอยแตกบนยูโรปาที่ภาพลักษณ์ของกาลิเลโอโดยนาซาภารกิจ
" งานนี้บอกเราว่าเคมีลายเซ็นของรังสีอบโซเดียมคลอไรด์เป็นแมทช์ที่น่าสนใจข้อมูลยานอวกาศยูโรปาลึกลับของวัสดุ " มือบอกว่า
นอกจากนี้ อีกตัวอย่างที่สัมผัสกับรังสี , เข้มผลสีมือคิดว่านักวิทยาศาสตร์สามารถใช้รูปแบบสีเพื่อช่วยในการตรวจสอบอายุของแร่และวัสดุคุณลักษณะพุ่งออกมาจากขนนกใด ๆที่อาจมีอยู่ในยุโรปชนิดนี้
ก่อนหน้านี้กล้องโทรทรรศน์สังเกตได้แสดงข้อคิดของสเปกตรัมยั่วเย้าคุณสมบัติเห็นโดยนักวิจัยในการฉายรังสีเกลือแต่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ในหรือใกล้โลกสามารถสังเกตยูโรปากับการแก้ปัญหาพลังงานสูงเพียงพอที่จะระบุได้แน่นอน . นักวิจัยแนะนำว่า นี้สามารถทำได้โดยการสังเกตในอนาคตกับยานอวกาศเยือนยุโรป .
เจพีสร้างและบริหารของกาลิเลโอ ภารกิจของหน่วยงานวิทยาศาสตร์ภารกิจของกรมในวอชิงตันและพัฒนาแนวคิดสำหรับภารกิจในอนาคตของยุโรป สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนา จัดการ นาซาเจพี .
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Europa , เข้าชม :
การแปล กรุณารอสักครู่..
