Новую термодинамическую концепцию, названную «центотектика», которая исследует стабильность жидкостей в экстремальных условиях — информацию, критически важную для определения обитаемости ледяных лун, таких как Европа Юпитера, разработали американские ученые, 18 декабря сообщает пресс-служба Техасского университета A&M.

Концепция была разработана в ожидании новой информации о шестом спутнике Юпитера, для получения которой 14 октября 2024 года была запущена автоматическая межпланетная станция НАСА Europa Clipp.

Новаторское исследование, выполненное преподавателем кафедры машиностроения им. Дж. Майка Уокера '66 из Техасского университета A&M, доктором Мэттом Пауэлл-Палмом и планетологом доктором Батистом Журно из Вашингтонского университета, может изменить понимание наукой ледяных океанических миров по всей Солнечной системе.

Исследование ледяных океанических миров представляет собой новую главу в планетарной науке, ставящую своей задачей понимании потенциала этих сред для поддержания жизни. Оно затрагивает фундаментальный вопрос в этой области: при каких условиях жидкая вода может оставаться стабильной на этих далеких, замороженных телах?

Определяя и измеряя ценотектику — абсолютную самую низкую температуру, при которой жидкость остается стабильной при различных давлениях и концентрациях, команда создает критически важную основу для интерпретации данных, получаемых в ходе исследований планет, особенно тех, которые ожидаются от миссии Europa Clipp.

В данном исследовании объединились опыт Пауэлл-Палма в криобиологии, в частности, по низкотемпературной термодинамике воды, с опытом Журно в планетарной науке и системах вода-лед высокого давления. Вместе они разработали основу, которая объединяет эти дисциплины для решения одной из самых захватывающих задач в планетарной науке.

Планетолог Журно отметил, что с запуском Europa Clipper, автоматической межпланетной станции NASA для изучения возможных условий для жизни на Европе, спутнике Юпитера, которая на сегодня является крупнейшей из когда-либо запущенных миссий по исследованию планет, начинается эра исследования холодных и ледяных океанических миров.

«Данные этой и других миссий покажут нам, насколько глубок океан и каков его состав, — сказал Журно. — Лабораторные измерения стабильности жидкости, и в частности самой низкой возможной температуры (недавно названной ценотектической), в сочетании с результатами миссии позволят нам полностью выяснить, насколько пригодны для жизни холодные и глубокие океаны нашей солнечной системы, а также какова будет их окончательная судьба, когда луны или планеты полностью остынут».

Результаты этого исследования были представлены в статье «О пределе равновесия устойчивости жидкости в водных системах под давлением» (On the equilibrium limit of liquid stability in pressurized aqueous systems), опубликованной в журнале Nature Communications.

Поскольку миссии по исследованию планет, такие как те, которые нацелены на ледяные луны, предназначены расширять понимание нашей Солнечной системы, исследователи из Техасского университета A&M и другие ученые готовятся к анализу множества данных, которые они предоставят.

Объединяя экспериментальные исследования, такие как были проведены Пауэлл-Палмом и Журно, с результатами этих миссий, ученые надеются раскрыть секреты холодных, покрытых океаном миров и оценить их потенциал для существования там жизни.