Πριν από μερικά χρόνια, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι βρήκαν δακτυλίους γύρω από το φεγγάρι Rhea του Κρόνου. Τώρα, νέες παρατηρήσεις έδειξαν κάτι άλλο γύρω από τη Ρέα που ήταν εντελώς απροσδόκητο: μια ατμόσφαιρα οξυγόνου. Τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους, το διαστημικό σκάφος Cassini έκανε μια κοντινή πτήση της Ρέας και κατέγραψε δεδομένα που δείχνουν μια λεπτή ατμόσφαιρα αποτελούμενη από οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα.
Η πηγή του οξυγόνου δεν αποτελεί πραγματικά έκπληξη: η πυκνότητα της Rhea 1,233 φορές μεγαλύτερη από αυτή του υγρού νερού υποδηλώνει ότι η Rhea είναι πάγος τριών τετάρτων και βράχος ενός τετάρτου. Η χαλαρή ατμόσφαιρα του φεγγαριού διατηρείται από τη συνεχιζόμενη χημική αποσύνθεση του παγόνερου στην επιφάνεια του φεγγαριού με ακτινοβολία από τη μαγνητόσφαιρα του Κρόνου.
Το οξυγόνο εντοπίστηκε επίσης πρόσφατα στην ατμόσφαιρα δύο από τα φεγγάρια του Δία, του Europa και του Ganymede. Δεδομένου ότι το οξυγόνο είναι το κύριο συστατικό της ατμόσφαιρας που περιβάλλει τους δακτυλίους του Κρόνου, οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν παρόμοιες ατμόσφαιρες γύρω από άλλα παγωμένα φεγγάρια που περιστρέφονται μέσα στη μαγνητόσφαιρα του Κρόνου.
«Τα νέα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ενεργή, πολύπλοκη χημεία που περιλαμβάνει οξυγόνο μπορεί να είναι αρκετά κοινή σε όλο το ηλιακό σύστημα και ακόμη και στο σύμπαν μας», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Ben Teolis, επιστήμονας της ομάδας Cassini που εδρεύει στο Southwest Research Institute στο Σαν Αντόνιο. «Μια τέτοια χημεία θα μπορούσε να είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη ζωή. Όλα τα στοιχεία από την Cassini δείχνουν ότι η Rhea είναι πολύ κρύα και στερείται του υγρού νερού που είναι απαραίτητο για τη ζωή όπως το γνωρίζουμε. "
Φυσικά, υπάρχει πάντα η πιθανότητα ζωής καθώς δεν τη γνωρίζουμε.
Και, πρέπει να υπάρχει κάποιο είδος οργανικών στο φεγγάρι - που σημαίνει ενώσεις άνθρακα. Η πηγή του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Ρέας δεν είναι ακόμη γνωστή, αλλά η παρουσία του υποδηλώνει ότι οι αντιδράσεις ραδιόλυσης μεταξύ οξειδωτικών και οργανικών συνεχίζονται στην επιφάνεια του φεγγαριού.
Όσον αφορά οποιοδήποτε από αυτά τα νέα ευρήματα που έχουν σχέση με την υπόθεση των δακτυλίων γύρω από τη Ρέα, ο Teolis είπε στο Space Magazine ότι υπάρχουν ακόμα πολλά για το περιβάλλον της Rhea που δεν έχει ακόμη καθοριστεί. «Η εξάντληση των ηλεκτρονίων είναι επί του παρόντος ανεξήγητη», δήλωσε ο Teolis σε ένα email. Η απότομη, συμμετρική πτώση των ηλεκτρονίων που εντοπίστηκε γύρω από τη Ρέα ήταν το αρχικό εύρημα πίσω από τη θεωρία του δακτυλίου. «Η τρέχουσα σκέψη μας είναι ότι μπορεί να σχετίζεται με τον ιονισμό της ατμόσφαιρας, ίσως σε συνδυασμό με την ηλεκτροστατική φόρτιση της επιφάνειας της Ρέας, αλλά δεν έχω οριστική απάντηση σε αυτό το σημείο. Η αλληλεπίδραση ατμόσφαιρας - μαγνητόσφαιρας είναι ένα πολύπλοκο πρόβλημα και θα χρειαστεί λίγος χρόνος για να επιλυθεί. Αλλά για πρώτη φορά σε ένα παγωμένο φεγγάρι, τα ευρήματα του Cassini μας δίνουν ένα in situ παράθυρο παρατήρησης σε αυτήν την αλληλεπίδραση, η κατανόηση της οποίας εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά θεωρητική. Εργαζόμαστε σε αυτό. "
Αυτά τα τελευταία δεδομένα προήλθαν από το φασματόμετρο ιόντων και ουδέτερης μάζας του Cassini και το φασματόμετρο πλάσματος Cassini κατά τη διάρκεια των flybys στις 26 Νοεμβρίου 2005, 30 Αυγούστου 2007 και 2 Μαρτίου 2010. Το φασματόμετρο ιόντων και ουδέτερης μάζας είδε αιχμές πυκνότητας οξυγόνου περίπου 50 δισεκατομμύρια μόρια ανά κυβικό μέτρο (1 δισεκατομμύριο μόρια ανά κυβικό πόδι). Εντόπισε μέγιστες πυκνότητες διοξειδίου του άνθρακα περίπου 20 δισεκατομμυρίων μορίων ανά κυβικό μέτρο (περίπου 600 εκατομμύρια μόρια ανά κυβικό πόδι).
Το φασματόμετρο πλάσματος είδε σαφείς υπογραφές ροών θετικών και αρνητικών ιόντων, με μάζες που αντιστοιχούσαν σε ιόντα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα.
Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι το οξυγόνο φαίνεται να ανεβαίνει σε μια ατμόσφαιρα όταν το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου περιστρέφεται πάνω από τη Ρέα. Ενεργειακά σωματίδια που παγιδεύονται στο μαγνητικό πεδίο του πλανήτη πιπερίζουν την επιφάνεια νερού-πάγου του φεγγαριού. Προκαλούν χημικές αντιδράσεις που αποσυνθέτουν την επιφάνεια και απελευθερώνουν οξυγόνο.
Η απελευθέρωση οξυγόνου μέσω επιφανειακής ακτινοβόλησης θα μπορούσε να βοηθήσει στη δημιουργία συνθηκών ευνοϊκών για τη ζωή σε ένα παγωμένο σώμα εκτός από τη Ρέα που έχει υγρό νερό κάτω από την επιφάνεια, δήλωσε ο Teolis. Εάν το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα από την επιφάνεια θα μπορούσαν με κάποιο τρόπο να μεταφερθούν σε έναν υποθαλάσσιο ωκεανό, αυτό θα παρείχε ένα πολύ πιο φιλόξενο περιβάλλον για πιο σύνθετες ενώσεις και τη ζωή.
Οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι πώς απελευθερώνεται το διοξείδιο του άνθρακα. Θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα του «ξηρού πάγου» που παγιδεύτηκε από το αρχέγονο ηλιακό νεφέλωμα, όπως συμβαίνει με τους κομήτες, ή μπορεί να οφείλεται σε παρόμοιες διαδικασίες ακτινοβόλησης που λειτουργούν στα οργανικά μόρια που παγιδεύονται στον υδάτινο πάγο της Ρέας. Το διοξείδιο του άνθρακα θα μπορούσε επίσης να προέρχεται από πλούσια σε άνθρακα υλικά που κατατίθενται από μικροσκοπικούς μετεωρίτες που βομβάρδισαν την επιφάνεια της Ρέας.
«Η Rhea αποδεικνύεται πολύ πιο ενδιαφέρουσα από ό, τι φανταζόμασταν», δήλωσε η Linda Spilker, επιστήμονας του προγράμματος Cassini στην JPL. «Το εύρημα του Cassini υπογραμμίζει την πλούσια ποικιλία των φεγγαριών του Κρόνου και μας δίνει ενδείξεις για το πώς σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν».
Αυτή η έρευνα εμφανίζεται στο τεύχος της Science Express στις 25 Νοεμβρίου 2010.
Πηγές: Science, JPL, ανταλλαγή email με την Teolis
