Záhada peroxidu vodíku na Europě vyřešena: Klíčem je podle vědců oxid uhličitý
Proč je na Jupiterově Europě víc peroxidu vodíku, než by teoreticky mělo být? Pozemské experimenty konečně našly klíč k této záhadě Jupiterova ledového měsíce.
Vědcům se možná podařilo rozluštit dlouholetou záhadu chemického složení povrchu Jupiterova ledového měsíce Europa, konkrétně přítomnosti peroxidu vodíku (H₂O₂) – látky, která může být klíčová pro astrobiologii a hledání života v podmínkách mimo Zemi.
Tajemství peroxidu vodíku
Peroxid vodíku na Europě vzniká, když energetické částice (např. kosmické záření nebo částice z magnetosféry Jupitera) narážejí do povrchového vodního ledu a rozbíjejí molekuly H₂O. Tím vznikají OH radikály (velmi reaktivní částice), které se pak mohou znovu spojit a vytvořit právě peroxid vodíku.
Poprvé byl peroxid na Europě detekován přístrojem Galileo Near Infrared Mapping Spectrometer na sondě Galileo v 90. letech. Pozdější pozorování vesmírným teleskopem Jamese Webba (JWST) ale přinesla nečekané výsledky.
Laboratorní experimenty na Zemi předpovídaly, že nejvíce H₂O₂ bude v chladnějších polárních oblastech – protože tam se peroxid ve vodním ledu udrží déle. Jenže JWST odhalil vyšší koncentrace peroxidu právě v teplejších rovníkových zónách, zejména v oblastech, kde je led popraskaný, rozlámaný a opět zmrzlý, což naznačuje pohyby pod povrchem.
To vědce zaskočilo. Něco muselo měnit chemii ledu. Při dalších analýzách vědci zjistili, že v těchto rovníkových oblastech je kromě H₂O₂ také zvýšené množství oxidu uhličitého (CO₂). Ten se mohl uvolnit z podpovrchového oceánu skrze praskliny v ledu. Vznikla tedy hypotéza: může CO₂ ovlivňovat vznik peroxidu vodíku?
Voda, CO₂ a radiace
Aby tuto hypotézu vědci ověřili, provedli laboratorní simulaci: ve vakuu zmrazili směs vody a CO₂ a bombardovali ji energetickými elektrony, napodobujícími radiaci na povrchu Europy.
Experimenty hypotézu potvrdily. Přítomnost i malého množství CO₂ výrazně zvyšuje produkci peroxidu vodíku, zejména při teplotách podobných těm, které panují na rovníkových částech Europy. Molekuly CO₂ se podle vědců v této směsi chovají jako „molekulární sběrači“ volných elektronů, které vznikají při radiaci. Tím peroxid chrání před rozkladem a umožňují, aby se ho vytvořilo (a zachovalo) více.
Peroxid vodíku je silný oxidační činidlo, a může sehrát důležitou roli v chemických reakcích, které jsou základem života – nebo mohou život podporovat. Podle vědců výsledky tohoto výzkumu pomohou lépe interpretovat data z JWST a budou důležité i pro blížící se mise Europa Clipper (NASA) a JUICE (ESA), které mají za úkol prozkoumat Europu zblízka.
