Схематическое внутреннее строение ледяной луны и различные геологические процессы, включающие эвтектику и ценотектику. Фото: Nature Communications (2024 г.). DOI: 10.1038/s41467-024-54625-z
В то время как аппарат НАСА Europa Clipper отправляется в свое историческое путешествие к ледяной луне Юпитера, Европе, доктор Мэтт Пауэлл-Палм, преподаватель факультета машиностроения Техасского университета A&M, представил исследование, которое может изменить наше понимание ледяных океанских миров за пределами Солнца. система.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications и написанное в соавторстве с ученым-планетологом доктором Батистом Журно из Вашингтонского университета, представляет новую термодинамическую концепцию, называемую «сенотектикой», и исследует стабильность жидкостей в экстремальных условиях — важную информацию для определения обитаемости планеты. ледяные луны, такие как Европа.
Исследование ледяных океанских миров представляет собой новый рубеж в планетарной науке, фокусируясь на понимании потенциала этой среды для поддержания жизни. Исследование Пауэлла-Палма затрагивает фундаментальный вопрос в этой области: при каких условиях жидкая вода может оставаться стабильной на этих далеких замороженных телах?
Определив и измерив ценотектику, абсолютную самую низкую температуру, при которой жидкость остается стабильной при различных давлениях и концентрациях, команда обеспечивает критическую основу для интерпретации данных, полученных в ходе исследований планет.
Это исследование сочетает в себе опыт Пауэлла-Палма в области криобиологии, в частности, низкотемпературной термодинамики воды, первоначально ориентированный на медицинские применения, такие как сохранение органов для трансплантации, с опытом Журно в области планетологии и систем водяного льда под высоким давлением. Вместе они разработали систему, которая объединяет дисциплины для решения одной из самых интересных задач планетарной науки.
«С запуском NASA Europa Clipper, крупнейшей из когда-либо запущенных миссий по исследованию планет, мы вступаем в многодесятилетнюю эру исследования холодных и ледяных океанских миров. Измерения этой и других миссий скажут нам, насколько глубок океан и его композиции», — сказал Журно.
«Лабораторные измерения стабильности жидкости и, в частности, самой низкой возможной температуры (новое определение ценотектики) в сочетании с результатами миссии позволят нам полностью определить, насколько пригодны для жизни холодные и глубокие океаны нашей Солнечной системы, а также каковы их конечные результаты». судьба будет такой, когда луны или планеты полностью остынут».
Исследование было проведено в Техасском университете A&M под руководством аспиранта машиностроения Ариана Зарриза. Эта работа отражает глубокий опыт Texas A&M в области систем вода-лед и традиции передового опыта в космических исследованиях, охватывающих множество дисциплин.
«Изучение ледяных миров является особым приоритетом как для НАСА, так и для Европейского космического агентства, о чем свидетельствует шквал недавних и предстоящих запусков космических кораблей», — сказал Пауэлл-Палм.
Поскольку миссии по исследованию планет, например, нацеленные на ледяные луны, продолжают расширять наше понимание Солнечной системы, исследователи из Техасского университета A&M и других организаций готовятся к анализу огромного количества данных, которые они предоставят. Объединив экспериментальные исследования, подобные тем, которые провели Пауэлл-Палм и Журно, с результатами этих миссий, ученые стремятся раскрыть тайны холодных океанских миров и оценить их потенциал для обитания жизни.
Информация от: Инженерным колледжем Техасского университета A&M.
