Jupiters iskalla måne Europa har länge ansetts vara en av de mest beboeliga världarna i solsystemet. Nu har Juno-uppdraget till Jupiter för första gången provat sin atmosfär i detalj för första gången. Resultaten, publicerade i Nature Astronomy , visar att Europas isiga yta producerar mindre syre än vi trodde.
Det finns gott om anledningar att vara exalterad över möjligheten att hitta mikrobiellt liv på Europa. Bevis från Galileo-uppdraget har visat att månen har ett hav under sin isiga yta som innehåller ungefär dubbelt så mycket vatten som jordens hav. Modeller som härrör från Europa-data visar också att dess havsbotten är i kontakt med berg, vilket möjliggör kemiska vatten-berginteraktioner som producerar energi, vilket gör den till den främsta kandidaten för livet.
Teleskopobservationer avslöjar under tiden en svag, syrerik atmosfär. Det ser också ut som om vattenplymer bryter ut intermittent från havet. Och det finns några bevis på närvaron av grundläggande kemiska element på ytan - inklusive kol, väte, kväve, syre, fosfor och svavel - som används av livet på jorden. En del av dessa kan sippra ner i vattnet från atmosfären och ytan.
Uppvärmningen av Europa och dess hav är delvis tack vare månens bana runt Jupiter, som producerar tidvattenkrafter för att värma upp en annars kylig miljö.
Även om Europa har tre grundläggande ingredienser för liv – vatten, rätt kemiska grundämnen och en värmekälla – vet vi ännu inte om det har funnits tillräckligt med tid för livet att utvecklas.
Den andra främsta kandidaten i vårt solsystem är Mars, Rosalind Franklin-roverns mål 2028. Livet kan ha börjat på Mars samtidigt som det gjorde på jorden, men sedan troligen slutat på grund av klimatförändringar.
En tredje kandidat är Saturnus måne Enceladus där Cassini-Huygens-uppdraget upptäckte vattenplymer från ett salt hav under ytan, också i kontakt med stenar vid havets botten.
Titan är närmast tvåa på fjärde plats, med sin tjocka atmosfär av organiska föreningar inklusive kolväten och toliner, födda i den höga atmosfären. Dessa flyter sedan ner till ytan och täcker den med ingredienser för livet.
Juno-uppdraget har de bästa laddade partikelinstrumenten som hittills skickats till Jupiter. Den kan mäta energi, riktning och sammansättning av laddade partiklar på ytan. Liknande instrument vid Saturnus och Titan hittade toliner (en typ av organisk substans) där. Men de mätte också partiklar som antydde atmosfärer vid Saturnus månar Rhea och Dione, förutom de vid Titan och Enceladus.
Dessa partiklar är kända som pickupjoner. Planetariska atmosfärer består av neutrala partiklar, men toppen av en atmosfär blir "joniserad" (vilket betyder att den förlorar elektroner) i solljus och via kollisioner med andra partiklar, vilket bildar joner (laddade atomer som har förlorat elektroner) och fria elektroner.
När ett plasma – en laddad gas som utgör det fjärde tillståndet av materia bortom fast, flytande och gas – strömmar förbi en atmosfär med nybildade joner, stör den atmosfären med elektriska fält som kan accelerera de nya jonerna – den första delen av en jon upphämtningsprocessen.
Dessa upptagningsjoner går sedan i spiral runt planetens magnetfält och försvinner vanligtvis från atmosfären, medan vissa träffar ytan och absorberas. Upptagningsprocessen har befriat Mars-atmosfären från partiklar efter att den röda planetens magnetfält förlorades för 3,8 miljarder år sedan.
Europa har också en upphämtningsprocess. De nya mätningarna visar tydliga tecken på att molekylärt syre och vätejoner hämtas från ytan och atmosfären. En del av dessa flyr från Europa, medan vissa träffar den isiga ytan vilket ökar mängden syre vid och under ytan.
Detta bekräftar att syre och väte verkligen är huvudbeståndsdelarna i Europas atmosfär – i överensstämmelse med avlägsna observationer. Mätningarna antyder dock att mängden syre som produceras – som släpps ut av ytan till atmosfären – bara är cirka 12 kg per sekund, i den lägre delen av tidigare uppskattningar från cirka 5 kg till 1 100 kg per sekund.
Detta skulle tyda på att ytan lider av mycket liten erosion. Mätningarna indikerar att detta kan uppgå till endast 1,5 cm av Europas yta per miljon år, vilket är mindre än vi hade trott. Så Europa förlorar ständigt syre på grund av upptagningsprocesser, med endast en liten mängd extra syre som frigörs från ytan för att fylla på det och hamnar tillbaka på ytan.
Så vad betyder det för dess chanser att vara värd för livet? En del av syret som fångas i ytan kan hitta vägen till havet under ytan för att ge näring till allt liv där. Men baserat på studiens uppskattning av den totala förlusten av syre bör detta vara mindre än de 0,3-300 kg per sekund som uppskattades tidigare.
Det återstår att se om denna kurs, registrerad den 29 september 2022, är vanlig. Kanske är det inte representativt för det totala syret på månen. Det kan vara så att utbrottet av plymer, omloppsposition och uppströmsförhållanden ökar respektive minskar hastigheten vid vissa tidpunkter.
Nasas Europa Clipper-uppdrag, som ska lanseras senare i år, och Juice-uppdraget som kommer att göra två förbiflygningar av Europa på väg att kretsa runt Ganymedes, kommer att kunna följa upp dessa mätningar och ge mycket mer information om Europas beboelighet.
Journalinformation: Naturastronomi
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
