Contributors: Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM); Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Physique des interactions ioniques et moléculaires (PIIM); Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252); Université de Caen Normandie (UNICAEN); Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (DRF) (IRAMIS); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN); Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA); Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN); Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN); Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Atomes, Molécules et Agrégats (AMA); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN); Matériaux, Défauts et IRradiations (MADIR); International Joint Laboratory - Complex Matrices Molecular Characterization (iC2MC); Université de Rouen Normandie (UNIROUEN); Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-TotalEnergies ( Total Energies. Anciennement : Total, TotalFina, TotalFinaElf ); Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA); Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF); Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M); Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH); Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN); Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN); Normandie Université (NU)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Freie Universität Berlin; Eberhard Karls Universität Tübingen = University of Tübingen; AMX-22-CPJ-04; Amidex; ANR-13-BS05-0004,IGLIAS,Irradiation de GLaces d'Intérêt AStrophysique(2013); ANR-22-CE49-0005,FACOM,Le destin des composés volatils dans les lunes galiléennes(2022)
نبذة مختصرة : International audience ; We performed experiments of implantation of energetic sulfur ions (105 keV) into 2:1 water:propane ices at 80 K and analyzed the resulting refractory organic matter with ultrahigh-resolution mass spectrometry. Our goal was to characterize the organic matter processed in the surface conditions of Europa, where it would receive a heavy flux of energetic particles, including sulfur ions, and determine whether organosulfurs could be formed in these conditions, using the simplest alkane that can exist in solid form on Europa’s surface. We find that the produced organic matter contains a large variety of both aliphatic and aromatic compounds (several thousand unique formulae), including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), with masses up to 900 amu. A large number of aromatic hydrocarbons is found along with oxygenated, mostly aliphatic, compounds. Organosulfurs are found in both CHS and CHOS form, demonstrating they can be formed from any organic compound through sulfur implantation. These organosulfurs’ properties (aromaticity, mass) appear similar to the rest of the organic matter, albeit their low quantity does not allow for a thorough comparison. Our results have implications for the type of refractory organic matter that could be observed by the JUICE and Europa Clipper space missions and how the surface of Europa could generate complex organics, including PAHs and organosulfurs, that could then enrich the subsurface ocean. In particular, they indicate that a large diversity of organic matter, including organosulfurs, can be formed from simple precursors in a geologically short time frame under the ion flux that reaches Europa.
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