Europa, satelitul lui Jupiter, ar putea fi “un loc minunat pentru viaţă”, crede un astronom al NASA

Multă vreme oamenii de ştiinţă au crezut că mica “Lună” a lui Jupiter, Europa, este acoperită de un ocean îngheţat. Dar cercetări recente sugerează că pe satelit există şi apă în stare lichidă care răzbate la suprafaţă, alimentând speranţele că acest corp ceresc ar putea găzdui viaţă.

Cercetările arată că există schimburi de natură chimică între ocean şi suprafaţă, ceea ce îmbogăţeşte compoziţia chimică a oceanului. Descoperirile au fost prezentate într-un raport elaborat de prof. Mike Brown, astronom care lucrează la  California Institute of Technology, şi Kevin Hand, de la Jet Propulsion Laboratory, din cadrul NASA.

Aceste schimburi dintre ocean şi suprafaţă, a explicat prof. Brown, înseamnă că mari cantităţi de energie ajung în ocean, ceea ce este important pentru existenţa vieţii.

Se crede că oceanul de pe Europa acoperă întreaga suprafaţă a satelitului şi că ar avea o adâncime de cca. 100 km, sub un strat subţire de gheaţă.

Satelitul Europa este ceva mai mic decât Luna Pământului, având un diametru de cca. 3.100 km.

Oamenii de ştiinţă dezbat de multă vreme compoziţia chimică a suprafeţei Europei. Recent, cercetătorii au descoperit indicii ale prezenţei sulfatului de magneziu, care s-ar fi putut forma prin oxidarea unui mineral provenit din ocean.

Specialiştii şi-au început studiul prin întocmirea unei hărţi a distribuţiei gheţii formate din apă pură. Apoi, la latitudini joase - zona cu conţinutul cel mai mare de gheaţă formată din alte substanţe decât apa pură -  au detectat o uşoară modificare a rezultatelor, neobservată anterior, indicând o schimbare în compoziţia gheţii. Analizând aceste rezultate, au descoperit că ar fi vorba despre prezenţa sulfatului de magneziu.

Autorii raportului, care şi-au publicat concluziile în Astronomical Journal, cred că sulfatul de magneziu s-ar fi format din clorura de magneziu ce provine din oceanul de pe Europa şi că acest ocean ar avea o compoziţie asemănătoare cu cea a oceanului sărat de pe Terra. După cum explică Kevin Hand, “dacă am învăţat ceva despre viaţa pe Terra, este că acolo unde există apă lichidă, există, în general, viaţă. Poate că şi oceanul de pe Europa este un loc minunat pentru viaţă.”

Cercetătorii au descoperit originea diamantelor

Mare parte dintre diamante, inclusiv cele ce se găsesc în faimoasa mină australiană Argyle, par să fi fost la origine materie organică aşezată pe fundul oceanelor.

Majoritatea diamantelor pot fi clasificate în două tipuri, în funcţie de rocile din care sunt formate: eclogite sau peridotite. Totuşi, originea eclogitelor este necunoscută. 

„Proporţia izotopică al acestor diamante este mult diferită de compoziţia mantalei terestre. Ele se diferenţiază mult de la ceea ce te-ai aştepta să găseşti în manta”, a explicat Lynton Jaques, coautorul noului studiu.

Una dintre explicaţii ar fi aceea că temperaturile ridicate din manta determină cristalizarea diamantelor din fluide bogate în carbon. „Dar noi, la fel ca mulţi alţii, am simţit că acesta nu este răspunsul complet”. 

În ultimii ani, Jaques şi colegii săi au adunat dovezi care sugerează că diamantele eclogite, au intrat în mantaua terestră, sub formă de materie organică, în urma mişcărilor plăcilor tectonice, proces numit subducţie. Acolo, materia organică a fost supusă la temperaturi extreme şi la presiune şi astfel ea a fost transformată în diamante. 

În ultima lor teorie, cercetătorii au examinat compoziţia de oxigen din incluziunile minerale din diamantele obţinute din Australia de Vest, Venezuela şi Botswana. Astfel, specialiştii au găsit o corelaţia neobservată până acum. Practic, toate diamantele care aveau un număr redus de izotopi de carbon aveau incluzii de silicaţi cu proporţii neobişnuit de mari de izotopi de oxigen. 

Compoziţiile diamantelor erau potrivite cu ceea ce te-ai aştepta să găseşti pe fundul oceanelor.

„Singurul mod prin care am putea explica asta este prin subducţia carbonului organic ca sursă a carbonului din diamante”, au încheiat specialiştii. 

Găurile negre pot fi create în laborator mult mai uşor decât se credea, anunţă fizicienii

Oamenii de ştiinţă anunţă că pentru a crea găuri negre în laborator folosind acceleratoare de particule este nevoie de mult mai puţină energie decât se credea până acum.

Dacă cercetătorii vor reuşi să creeze găuri negre cu asemenea energii pe Pământ, această realizare ar putea permite demonstrarea existenţei altor dimensiuni ale universului, au subliniat fizicienii.

Experţii dau asigurări că aceste găuri negre nu ar reprezenta o ameninţare pentru Pământ.

Găurile negre deţin câmpuri gravitaţionale atât de puternice încât nimic nu le poate scăpa, nici măcar lumina. Găurile se formează în mod normal atunci când rămăşiţele unei stele moarte se prăbuşesc sub forţa propriei gravitaţii, strângându-şi masa laolaltă.

Mai multe teorii despre univers sugerează existenţa altor dimensiuni ale realităţii, fiecare dintre acestea pliate în dimensiuni cuprinse între cea a unui proton şi o fracţiune de milimetru. La distanţe comparabile cu dimensiunile acestor dimensiuni suplimentare, modelele teoretice sugerează că gravitaţia devine mult mai puternică decât este în mod normal. Din acest motiv, acceleratoarele de particule ar putea concentra suficientă energie pentru a genera găuri negre.

Când cel mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC), a devenit activ, mulţi cercetători s-au întrebat dacă acesta va deveni o „fabrică de găuri negre”, generând câte o gaură neagră pe secundă. În interiorul acestui accelerator, particulele călătoresc la viteze înalte de-a lungul tunelului circular ce are o circumferinţă de 27 de kilometri înainte de a se ciocni pentru a crea energii explozive. La nivelul maxim de activitate, fiecare particulă emisă de collider are la fel de multă energie ca un tren de 400 de tone ce călătoreşte cu o viteză de 195 de kilometri pe oră.

Până acum, cercetătorii nu au detectat găuri negre la LHC. Cu toate acestea, specialiştii continuă să se arate interesaţi de această posibilitate. Acum, folosind supercomputere, cercetătorii care au simulat coliziuni între particule ce călătoresc cu viteza luminii au arătat că găurile negre se pot forma la energii mai mici decât se credea până acum.

Această descoperire porneşte de la teoria relativităţii ce a fost enunţată de Einstein. Prin celebra sa ecuaţie E=mc², Einstein a dezvăluit că există o legătură între masă şi energie. Astfel, cu cât energia unei particule este mai mare – de exemplu, cu cât este accelerată mai mult în LHC – cu atât masa sa devine mai mare.

Apoi, teoria lui Einstein explică faptul că masa curbează spaţiu-timpul, generând fenomenul cunoscut sub numele de „gravitaţie”. Pe măsură ce particulele călătoresc de-a lungul acceleratoarelor de particule, ele curbează spaţiu-timpul şi pot concentra energia într-un mod similar în care o lentilă concentrează lumina.

Atunci când două particule se ciocnesc, fiecare dintre ele poate concentra energia celeilalte. Dacă oamenii de ştiinţă folosesc modele teoretice bazate pe relativitatea clasică, ce exclud posibilitatea unor dimensiuni suplimentare, „ne putem aştepta la formarea unor găuri negre la o treime din energia considerată necesară până acum”, a explicat Frans Pretorius, fizician teoretic la Universitatea Princeton.

Cu toate acestea, fizica sugerează că ar fi nevoie de un quadrillion (un milion de miliarde) mai multă energie pentru a forma o gaură neagră microscopică decât este capabil în acest moment LHC, astfel că şi o treime din această cantitate este dincolo de abilităţile umane. Scenariile bazate pe extra dimensiuni ar permite formarea găurilor negre la energii mai scăzute, „dar nu fac previziuni concrete referitoare la care ar putea fi acestea”, spune Pretorius.

Pe cât de înfricoşătoare sună găurile negre, dacă acceleratoarele de particule de pe Terra le pot genera, aceste entităţi infinitezimale nu reprezintă un risc pentru planetă.

„Un mit foarte răspândit este acela conform căruia găurile negre ce s-ar forma la LHC ar putea înghiţi Pământul”, spune Pretorius. „Dacă putem folosi termenul «sigur» în ştiinţă, atunci putem spune că suntem siguri că acest lucru este imposibil”, a declarat cercetătorul.

În primul rând, fizicianul Stephen Hawking a calculat că toate găurile negre ar trebui să piardă masă cu timpul, eliberând ceea ce este cunoscut sub numele de „radiaţie Hawking”. Găurile negre de mici dimensiuni devin mai mici prin acest tip de „evaporare” mai repede decât se dezvoltă prin „înghiţirea” materiei, astfel că ar dispărea într-o fracţiune de secundă.

Chiar dacă presupunem că Hawking se înşală şi găurile negre sunt, de fapt, mai stabile, aceste găuri negre de mici dimensiuni nu ar reprezenta un pericol. Pentru că găurile negre microscopice ar fi create în interiorul unui accelerator de particule, ele ar fi nevoite să menţină suficientă viteză pentru a scăpa de gravitaţia Terrei. De asemenea, dacă s-ar reuşi crearea acestor găuri negre, fiecare dintre ele ar fi atât de mici încât ar avea nevoie de o perioadă de timp mai mare decât vârsta actuală a Universului pentru a consuma un miligram de materie terestră.

„Aceste găuri negre ar fi prea mici pentru a consuma vreo cantitate semnificativă de materie”, a explicat Pretorius. Cercetătorul a publicat acest studiu alături de colegul său William East în jurnalul ştiinţific Physical Review Letters.

A fost descoperit un nou tip de planete

Aceste misterioase corpuri cereşti, cu densitate foarte mare, observate în afara Sistemului Solar, ar putea fi rămăşiţele unor gigantice planete de gheaţă care au ajuns prea aproape de sorii lor şi au suferit efectele temepraturilor colosale ale acestora, indică un nou studiu asupra exoplanetelor.

Printre cele mai surprinzătoare descoperiri realizate în cadrul misiunii Kepler a NASA (destinată studiului exoplanetelor) se numără un tip aparte de obiecte spaţiale, neobişnuit de grele pentru dimensiunile lor. Rezultatele au fst prezenate la o conferinţă pe tema exoplanetelor, desfăşurată la Royal Society din Londra.

În câteva cazuri, astronomii au putut estima atât masa, cât şi  dimensiunile planeând că unele dintre aceste planete aveau o rază apropiată de cea a Pământului, dar o densitate neobişnuit de mare - mai mare decât a fierului pur.

Niciuna dintre teoriile acceptate în prezent privind formarea planetelor nu poate explica formarea acestor corpuri cereşti extrem de dense. 

Olivier Grasset, geofizician la  Universitatea din Nantes, Franţa, crede că aceste obiecte ar putea fi „nucleele fosile” ale unor planete care au fost cândva mult mai mari - o idee propusă pentru prima oară în 2011.

Aceste planete ar fi putut fi aşa-numiţi „giganţi de gheaţă”, formaţi în partea externă a unui sistem stelar şi care ar fi migrat apoi spre interiorul acestuia - din cauza faptului că orbitele lor ar fi fost afectate de interacţiunile cu gazele şi praful cosmic din jur -, fiind posibil să ajungă aproape de soarele lor (steaua centrală a sistemului), poate la aceeaşi distanţă la care se găseşte Mercur de Soarele nostru.

Temperaturile mari din apropierea stelei ar fi putut duce la vaporizarea stratului exterior al planetei - constituit predominant din substanţe volatile precum hidrogenul, heliul şi apa - lăsând în urmă nucleul mult mai dens, constituit din roci şi metal, asemeni Terrei, dar care ar fi putut cântări de câteva ori mai mult decât planeta noastră, fiind astfel un super-Pământ, cum îl numesc  oamenii de ştiinţă.

Însă un asemenea nucleu s-ar fi format sub greutatea colosală exercitată de straturile exterioare ale planetei, sub o presiune de aproximativ 500 gigapascali - de 5 milioane de ori mai mare decât presiunea atmosferică pe Terra - şi la temperaturi de cca. 6000 grade Kelvin. Ca rezultat, materialul din care sunt formate aceste nuclee  ar fi mai compact, mai dens decât cel din care este alcătuit Pământul.

Pentru a-şi testa ipoteza, oamenii de ştiinţă au creat un model computerizată pentru a simula aceste procese.

Au constatat că dacă straturile exterioare ale unui gigant de gheaţă ar fi îndepărtate într-un timp lung, de miliarde de ani, atunci materialu rămas şi-ar fi putut „reveni”, expandându-se până la densităţi obişnuite. Dar, dacă îndepărtarea straturilor exterioare are loc rapid, într-un timp scurt la scara geologică, acest fapt ar menţine nucleul în starea sa densă, probabil pentru totdeauna ducând la apariţia unui „super-Pământ comprimat”.

William Borucki, astronom al NASA şi conducător al misiunii Kepler, crede că ideea este plauzibilă, dar că să îşi piardă straturile exterioare; de pildă, o coliziune colosală cu un alt corp ceresc de mărimea unei planete. Sau, poate, aceste nuclee foarte dense sugerează că aceste planete s-ar fi format prin procese mai „exotice”, precum cele care duc la formarea stelelor. 

Astronomii au detectat vapori de apă în atmosfera unei planete îndepărtate

Astronomii au detectat vapori de apă şi monoxid de carbon în atmosfera unei planete aflate la 130 de ani-lumină de Terra. Cu toate acestea, planeta cunoscută sub numele HR8799c nu prezintă urme de metan, un gaz ce poate indica prezenţa formelor de viaţă, au anunţat cercetătorii.

Analiza a fost efectuată folosind cele mai precise măsurători atmosferice efectuate vreodată asupra unei planete aflate în afara sistemului nostru solar. Nivelul gazelor oferă indicii despre cum s-a format această planetă, dintr-o aglomerare de cristale de gheaţă acum câteva zeci de milioane de ani.

Începând cu acum două decenii, astronomii au detectat peste 1.000 de planete în afara sistemului nostru solar. HR8799c este imensă – având de şapte ori masa celei mai mari planete din sistemul solar, Jupiter. HR8799c orbitează o stea ce găzduieşte cel puţin alte trei planete.

Pentru a putea efectua analiza, cercetătorii au studiat planeta cu ajutorul unui telescop de la Observatorul Keck din Hawaii şi cu ajutorul unui instrument intitulat Osiris ce permite înregistrarea luminii în infraroşu. Având o vechime de doar 30 de milioane de ani, planeta este tânără, fierbinte şi uşor de zărit în spectrul infraroşu.

Printr-o analiză detaliată a luminii planetei, echipa de cercetători a identificat „amprentele chimice” ale moleculelor din atmosferă, ce absorb diferite lungimi de undă diferite din spectrul infraroşu. Specialiştii au identificat cantităţi semnificative de vapori de apă şi de monoxid de carbon, însă nicio urmă de metan, conform unui raport publicat în jurnalul Science. Prezenţa metanului poate fi un semn de viaţă, deoarece pe Terra numeroase organisme vii îl eliberează în atmosferă.

Prezenţa vaporilor de apă în atmosferă nu înseamnă că planeta poate găzdui forme de viaţă, anunţă oamenii de ştiinţă. „Deşi vedem apă, nu ne aşteptăm să existe vreo şansă ca această planetă să găzduiască viaţă. Nu are o suprafaţă solidă şi este foarte fierbinte”, a explicat Quinn Konopacky de la Universitatea Toronto. Temperatura de la suprafaţa acestei planete depăşeşte valoarea de 1.000 de grade Celsius.

Noile măsurători clarifică modul în care a apărut această planetă. Atmosfera sa prezintă o rată mare între carbon şi oxigen, ceea ce sugerează că s-a format printr-un proces în cadrul căruia cristalele de gheaţă se condensează din discul de material ce înconjoară steaua.

„Aceste cristale de gheaţă s-au unit pentru a forma bucăţi de gheaţă mai mari, cu un diametru de câţiva kilometri, care s-au ciocnit şi au construit nucleul planetei”, a explicat Konopacky. „Atmosfera s-a format mai târziu, din gazul pe care planeta l-a atras după ce a devenit suficient de mare”, a mai explicat specialistul. Experţii cred că planetele din sistemul nostru solar s-au format în acelaşi fel. Acum, oamenii de ştiinţă intenţionează să analizeze atmosferele celorlalte planete gigantice care orbitează aceeaşi stea.

Astronomii speră ca în viitor să studieze şi atmosferele planetelor mici şi solide, similare Pământului, însă acestea tind să fie mici şi apropiate de stelele lor, astfel că lumina provenită de la ele este prea slabă pentru a putea fi detectată de telescoape. Cercetătorii cred că este nevoie de câteva decenii până când vom obţine tehnologia necesară pentru a efectua aceste măsurători.

„Dacă doreşti să studiezi o planetă similară Terrei, ai nevoie de o navetă spaţială concepută în acest scop”, afirmă Bruce Macintosh, cercetător la Lawrence Livermore National Laboratory şi coautor al acestei cercetări.