Para ilmuwan menciptakan es eksotis “luar angkasa”, tidak seperti yang ada di Bumi

Para ilmuwan dari ORNL dan Jet Propulsion Laboratory NASA mempelajari pembentukan es amorf sebagai es eksotis yang ditemukan di ruang antarbintang dan di bulan Jupiter, Eropa. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Pencarian kehidupan di luar Bumi biasanya difokuskan pada pencarian air terlebih dahulu, dasar kehidupan seperti yang kita kenal. Apakah air berwujud gas, cair, atau padat, kehadiran dan komposisinya dapat memberi tahu para peneliti banyak hal tentang planet, bulan, komet, atau asteroid tempat ia terdeteksi dan apakah ia dapat mendukung kehidupan.

Karena ruang antarbintang begitu dingin dan sebagian besar vakum, air yang kita deteksi dari Bumi biasanya berupa es amorf, yaitu struktur atomnya tidak tersusun sempurna dalam kisi kristal, seperti es Bumi. Bagaimana transisi antara fase kristal dan es amorf terjadi di badan es seperti Eropa atau di objek sabuk Kuiper di luarnya? Pluto, sulit untuk dipelajari, kecuali jika Anda dapat meniru ruang angkasa yang dingin dan gelap, di bawah radiasi yang kuat, di laboratorium.

Inilah yang dilakukan para ilmuwan di Laboratorium Nasional Oak Oak Ridge (ORNL) dari Departemen Energi Amerika Serikat (DOE). NASALaboratorium Propulsi Jet Pasadena, California, bekerja di ORNL Spallation Neutron Source (SNS). Mereka menurunkan suhu pelat safir kristal tunggal menjadi 25 K (kurang lebih kurang dari 414 ° F), menempatkannya di ruang vakum, dan menambahkan hanya beberapa molekul pada satu waktu. kasus, air berat (D2O) –ke piring. Mereka kemudian mengamati bagaimana struktur es berubah dengan suhu yang bervariasi sebelum es kristal akhirnya terbentuk. Tim kemudian berencana untuk mensimulasikan benda beku tata surya dengan membombardir sampel dengan radiasi elektronik untuk menentukan bagaimana ini mempengaruhi struktur es.

Eksotik

Para ilmuwan menciptakan es “luar angkasa” yang eksotis ini dengan membekukan aliran molekul air berat (D2O)
pada pelat safir yang didinginkan hingga sekitar -414 ° F dalam ruang vakum. Kredit: ORNL / Genevieve Martin

“Eksperimen tersebut menghasilkan lapisan es amorf yang mirip dengan es yang membentuk sebagian besar air di seluruh alam semesta,” kata Chris Tulk, ilmuwan hamburan neutron di ORNL. “Ini adalah jenis es yang sama yang dapat terbentuk di daerah yang sangat dingin dengan bayangan permanen Bulan, di daerah kutub. JupiterEropa, dan di dalam materi di antara bintang-bintang galaksi kita, yang dikenal sebagai awan molekul padat. Meskipun sebagian besar es mungkin telah mengkristal di badan yang lebih hangat, kemungkinan es segar di badan yang lebih dingin dan ruang angkasa yang dalam masih amorf.

Kerak es yang terputus di Bulan Eropa Jupiter

Gambar yang disempurnakan dari wilayah kecil kerak es yang tipis dan terputus di bulan Europa Jupiter
diambil pada tahun 1996 oleh pesawat ruang angkasa Galileo NASA. Kredit: NASA

Para ilmuwan berharap dapat menjawab pertanyaan seperti jumlah es di permukaan Eropa, bulan terkecil kedua Jupiter, yang dapat berupa es amorf sebagai akibat iradiasi permukaan oleh partikel bermuatan yang dihasilkan oleh medan magnet Jupiter.

“Informasi ini dapat membantu kami untuk lebih memahami data ilmiah dari pesawat ruang angkasa Europa Clipper dan juga memberikan beberapa petunjuk tentang bagaimana air es berevolusi di berbagai bagian alam semesta,” kata Murthy Gudipati, peneliti senior di JPL. “Dengan tanggal rilis yang dijadwalkan pada 2024, tujuan misi Europa Clipper adalah untuk menilai kelayakhunian Eropa dengan mempelajari atmosfer, permukaan dan interiornya, termasuk air cair di bawah kerak es yang dapat bertahan hidup”.

Eksperimen awal tim dilakukan dengan difraksi tekanan dan hamburan neutron (SNAP) di SNS, instrumen yang biasanya digunakan untuk eksperimen tekanan tinggi, tetapi yang dibuat oleh para ilmuwan untuk meniru lingkungan luar angkasa pada tekanan rendah, dingin ekstrem, dan radiasi tinggi. Eksperimen selanjutnya akan menggunakan hamburan neutron inelastis pada instrumen VISION untuk mempelajari dinamika es amorf saat terbentuk. Eksperimen juga akan menggunakan pemboman elektron untuk mempelajari perubahan bentuk es eksotis ini di lingkungan radiasi ruang angkasa.

Penelitian ini didukung oleh dana internal dari DOE’s Office of Science dan NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

Penelitian ini sebagian dilakukan di Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, di bawah kontrak dengan National Aeronautics and Space Administration.

SNS adalah fasilitas pengguna dari DOE Office of Science. UT-Battelle LLC mengelola ORNL untuk DOE Office of Science. Office of Science adalah advokat terkemuka penelitian ilmu fisika dasar di Amerika Serikat dan bekerja untuk mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita..

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.