Oxigénatmoszférát találtak egy szaturnuszi holdon

Egy új vizsgálat szerint, a Szaturnusz második legnagyobb holdja, a Rhea vékony oxigén- és szén-dioxid-atmoszférával rendelkezik.

A NASA Cassini űrszondája észlelte a Rhea atmoszféráját márciusi, közeli elrepülése során. A felfedezés az első alkalom, hogy oxigénben gazdag atmoszférát találnak egy szaturnuszi holdon.

Az oxigénatmoszférákról ismeretes, hogy Naprendszer egyéb, természetes holdjain is megtalálhatóak. Például az Európa és a Ganümédész – a Jupiter két fagyos holdja – szintén gazdag oxigénben. Ám a Rheát érintő felfedezés azt sugallja, hogy számos egyéb, nagy, jéggel borított égitest a Naprendszerben és azon túl, oxigénben gazdag levegő vékony héjával rendelkezhet – írják a kutatók. „Ezt már láttuk megtörténni a Jupiternél, most pedig megerősítettük egy szaturnuszi holdnál” – mondja Ben Teolis, a vizsgálat vezető kutatója. „A tény, hogy elég elterjedt, nagyon izgalmas.”

A Hubble Űrteleszkóp a kilencvenes években vékony oxigénatmoszférákat érzékelt az Európa és a Ganümédész körül. Mindkét jupiteri holdnál az oxigén a felszíni vízjégtől ered, amely a bolygótól származó töltött részecskék heves bombázása során hidrogénre és oxigénre bomlik. A kutatócsapat úgy hitte, valami hasonló mehet végbe a szaturnuszi rendszerben is, amely tele van hatalmas, fagyott holdakkal.

A Rhea természetes jelölt. Főleg vízjégből áll, és 1529 kilométeres átmérőjével elegendő gravitációnak kell rajta lennie ahhoz, hogy atmoszférája legyen – mondja Teolis. A Cassini űrszonda 2005-ben és 2007-ben, két korábbi elrepülés során kereste az oxigénatmoszférát a Rhea körül. Talált néhány izgalmas adatot, de a vizsgálat nem hozott eredményt. Ezen randevúk során 502 és 5736 kilométerre járt a felszíntől. Tavaly márciusban azonban sokkal közelebb jutott: a Rhea északi pólusa felett haladt el 97 kilométerre a felszíntől. Olyan közel, hogy átrepült a hold atmoszféráján. Tömegspektrométere megerősítette az oxigén és szén-dioxid jelenlétét.

Az oxigén alkotja a Rhea atmoszférájának mintegy 70 százalékát, míg a szén-dioxid a maradék 30-at – mondja Teolis. Ahol a szonda mintát vett, az atmoszféra körülbelül százszor vékonyabb volt az Európát és Ganümédészt övező levegőnél – derítették ki. Ez megmagyarázza, hogy a Cassini eddig miért nem szúrta ki. Teolis szerint túl vékony ahhoz, hogy távolról észlelni lehessen. Összehasonlításképpen a Földön az oxigén koncentrációja az atmoszférában legalább ötbilliószor nagyobb, mint a Rheán észlelt – teszi hozzá. Ám ez a Rhea atmoszféráját még mindig százszor vastagabbá teszi Holdunkénál vagy a Merkúrénál.

A Rhea nem az egyetlen szaturnuszi hold, amelyről ismeretes, hogy atmoszférája van. A Titán, a gyűrűs bolygó legnagyobb holdja vastag, nitrogénben gazdag atmoszférával rendelkezik. Ám az új vizsgálat első alkalommal erősít meg jégből származó, oxigénben gazdag atmoszférát a Jupiter-rendszeren kívül. Teolis és csapata a Science tudományos folyóiratban közölte eredményeit.

A kutatók elmondták, elég biztosak benne, hogy tudják, honnan származik a Rhea atmoszferikus oxigénje. A Szaturnusz magnetoszférájávól származó, töltött részecskék szétválasztják a vízjég molekuláit. A szén-dioxid forrása azonban sokkal rejtélyesebb. Lehetséges, hogy a Rheának – mint a Naprendszer számos egyéb égitestének – szénben gazdag, szerves molekulái vannak felszínén vagy annak közelében – írják a kutatók. Ezek a szerves anyagok a Szaturnusz töltéssel rendelkező részecskéi révén szintén szétválhatnak, mint a Rhea jege. A felszabadult karbon és oxigén pedig összeállhat, hogy szén-dioxidot hozzon létre.

A mikrometeoritok bombázása szintén szolgáltathatja a karbont az ilyen reakciókhoz – írják. Az is lehetséges, hogy a szén-dioxid a Rhea belsejéből szökik meg. A gáz ősi is lehet – a hold mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtti születésének maradványa –, vagy pedig a Rhea belsejében régen végbement – a hold jelenleg geológiailag halottnak tűnik – reakciók terméke. „Jelenleg nincs ötletünk, ezen mechanizmusok melyike állítja elő – mondja Teolis. – A jövőben ezt akarjuk kideríteni.”

A kutatóknak talán igen hamar lehetőségük is lesz erre. A Cassini a tervek szerint januárban még közelebbi elrepülésre indul a Rheához, mintegy 75 kilométerre húz majd el déli sarki régiója felett – mondja Teolis. Az új vizsgálat azt sugallja, hogy az oxigénatmoszférák – a felszíni jég bomlasztása révén kialakulva – mindennaposak lehetnek a Naprendszer és azon túl található nagy, fagyott égitesteken. Teolis szerint „jelenleg úgy tűnik, ez valamiféle séma.”

A séma jelentősége izgalmas – írják a kutatók. Az oxigén rendkívül reagens, így a nagy, fagyott holdak sokkal komplexebb kémiai folyamatoknak adhatnak otthont a felszínen vagy annak közelében, mint korábban hitték. Ez még érdekesebbé válik, amennyiben az oxigén a felszín alá jut, és elegyedik egy folyékony vizű tengerrel. A Rhea a jelek szerint nem rendelkezik földalatti óceánnal, ám más fagyott holdak valószínűleg igen – mint az Európa, például, és az Enkeladusz, a Szaturnusz hatodik legnagyobb holdja (mely azonban túl apró ahhoz, hogy atmoszférája legyen).

(Forrás: hirado.hu/Space.com)