12月 29, 2024

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科学者がエンケラドゥスでリンを検出:ScienceAlert

科学者がエンケラドゥスでリンを検出:ScienceAlert

エキゾチックな環境でリン酸塩が初めて発見されました。 この発見は土星の衛星エンケラドゥスで発見され、この小さな凍った衛星に生命が存在する可能性が高まった。

土星の衛星エンケラドゥス(質量比で液体水の割合が最も大きい太陽系天体)から放出される蒸気に含まれるリン含有化合物が、ドイツのベルリン自由大学の惑星科学者フランク・ポストベルグ率いる国際チームによって特定された。 発見された量は、地球上に存在する量の100倍の量が存在する可能性があることを示しています。

これは、太陽系やその外の海洋世界を理解するための新たな証拠が得られたことを意味します。 そして、リンは水と有機化学に基づいて生命にとって重要であると考えられる6つの元素の1つであるため、その発見はエンケラドゥスに生命が存在する可能性を大きく高めます。

「リンは惑星の居住に不可欠な元素ですが、これまでのところ地球外の海洋では検出されていません。これまでの地球化学モデリングでは、エンケラドゥスや他の氷の海洋世界の近くではリン酸塩が不足している可能性があることが示唆されています。」 研究者たちは論文にこう書いています

「この研究では、リン酸ナトリウムの存在を示す一群のEリング氷粒のCDA質量スペクトルを提供します。その後、対応する実験室実験を行って、エンケラドゥスの海には溶解したリン酸塩が豊富であることを定量的に実証します。」

太陽系における水の存在量を示すグラフ。 (PHR @ UCR アレシボ/NASA)

地球の月の 7 分の 1 の大きさのエンケラドゥスは、一見すると大したことないように見えるかもしれませんが、その極寒の外面の下では多くのことが起こっています。 土星探査機カッシーニがエンケラドゥスから噴出する温泉を初めて検出したとき、雲の絶え間ない押しによって生成される熱により液体を保持する地球規模の海洋の存在が明らかになりました。 ムーン土星との重力相互作用。

土星、ひいてはエンケラドスは、地球の食物網の大部分が依存している、生命を育む暖かな太陽からは遠く離れています。 しかし、ここ地球では、太陽光がほとんど浸透しない深海の非常に暗く寒い地域で、化学に依存した食物網が海底の熱孔の周りで繁栄しています。

エンケラドゥスの場合もそうかもしれないが、少なくとも潜水艦をその下に送り込むことができるわけではない 20km (12マイル) 氷の皮が少し覗いています。

幸いなことに、エンケラドゥスは厄介なモンスターです。 これらのヒーターはアクティブかつ継続的な機能です。 実際、彼らは土星の外側の E リングを作成し、維持しています。これは、主に水の氷の微細な粒子で構成された物質の霞んだリングであり、エンケラドゥスはそこに快適に隠れています。

そして、カッシーニは、2017年末に土星の雲の中で劇的な最期を迎える前に、そのリングをサンプリングし、氷からきらめく光を集めました。

2006年にカッシーニが撮影したエンケラドゥスは土星のE環に埋め込まれている。NASA/JPL/宇宙科学研究所

この光の複雑さの中で、化学に関する詳細を識別することができます。 元素や化合物は特定の波長を吸収し、他の波長で再放射します。 科学者は、光を虹に分割し、明るい部分と暗い部分を探すことで、化学物質の指紋と同じように、どの化学物質が存在するかを特定できます。

ポストバーグと彼の同僚はこれを行い、カッシーニの宇宙塵分析装置からデータを取得し、345 個の粒子の包括的な分析を実行しました。 これらの粒子のうち 9 個で、ナトリウムとリンの化合物であるリン酸ナトリウムに特有のスペクトル特徴が特定されました。

次に、オルトリン酸ナトリウムとリン酸二水素を溶かした水にレーザーを照射して、スペクトルを再現する実験を行いました。 研究者らは、E環の氷粒で見つかった化学的特徴を再現することができ、スペクトルを再現するのに必要なこれらの元素の豊富さは、エンケラドゥス付近にナトリウムが豊富に存在することを示している。

2010 年にカッシーニによって撮影されたエンケラドゥス表面の間欠泉。(NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/宇宙科学研究所

「CDAが高濃度のリン酸塩を含む氷粒を検出したことは、リンがエンケラドゥスの海洋の上部(つまりプルーム源領域)で容易に入手できることを示しています。」 研究者に書いてください。 「控えめなマージンを持ったとしても、私たちの推定では、濃度は少なくとも数百マイクロモルのオーダーであり、地球の海洋の平均リン酸塩存在量の数倍であることが示されています。」

では、リンはどこから来るのでしょうか? エンケラドゥスは汚れた液体の海の下にあります 構成されたコアを持っていると考えられています 軟骨肉腫と呼ばれる一種の岩石から。 研究チームはこの方向で実験を行った結果、リンはアルカリ性および炭酸塩を豊富に含む海水とこの岩石との反応の必然的な生成物であることを発見した。

したがって、エンケラドゥスにはリンが豊富に存在する可能性が高いだけでなく、その供給源も考えられます。

対象となる 6 つの元素のうちの残りの 5 つである炭素、水素、窒素、酸素、硫黄は、エンケラドスからの放出物からすでに特定されていますが、硫黄の検出は暫定的なものです。

まだそのまま ポストバーグは言ったヨーロッパ惑星科学会議 昨年、「エンケラドゥスは、居住性に関して一般に最も厳しい要件の1つと考えられている要件を満たしました。」

それで、そこに行ってもいいですか? プリエエアアアセ?

チームの研究は、 自然

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