Разбрызгиваются ли водяные шлейфы на Европе? За дело возьмется миссия "Europa Clipper"

Поиск водяных шлейфов на спутнике Юпитера Европе – увлекательная перспектива, но ученые предупреждают, что поиск будет сложной задачей даже с близкого расстояния.

Об этом рассказывают в Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА, передают OstanniPodii.com

В 2005 году мир был привлечен изображением блестящего водяного шлейфа, вырывающегося с поверхности спутника Сатурна Энцелада. Гигантский столб пара, частиц льда и разбрызгивающихся из южной полярной области луны органических молекул позволили предположить, что под ледяной оболочкой Энцелада находится океан из жидкой воды, и подтвердил, что спутник является геологически активным. Шлейф также выдвинул Энцелад и другие миры во внешней Солнечной системе, не имеющие атмосфер и находящихся вдали от тепла Солнца, на вершину списка NASA мест для поиска признаков жизни.

Сейчас учёные готовят миссию к другому покрытому льдом океанскому миру с возможными шлейфами: спутнику Юпитера Европе. Космический аппарат NASA "Europa Clipper", запуск которого запланирован на 2024 год, будет изучать спутник от глубин до его поверхности, чтобы определить, есть ли в нем ингредиенты, делающие его пригодным для жизни домом.

На этом композиционном изображении показаны вероятные шлейфы водяного пара, извергающиеся со спутника Юпитера Европы. Изображение шлейфов было сделано с данных, собранных "Спектрографом для визуализации" космического телескопа "Хаббл" в 2014 году. Изображение самой Европы сделано с данных от миссий Галилео и Вояджер. Credit: NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center

Так же как и Энцелад, Европа геологически динамична, а это означает, что оба покрытые льдом луны выделяют тепло внутри, поскольку их твердые слои растягиваются и изгибаются от гравитационного перетягивания с их планетами-хозяевами и соседними спутниками. Это вместо тепла от Солнца сдерживает подземные воды от замерзания. Тепло также возможно помогает производить или циркулировать химическим строительным блокам жизни на дне, включая углерод, водород, кислород, азот, фосфор и серу.

Но на этом сходство заканчивается.

«Многие думают, что Европа будет Энцеладом 2.0, со шлейфами, постоянно разбрызгивающимися с поверхности», — говорит Линне Квик, член научной группы, стоящей за камерами "Системы визуализации Европы" (EIS) на аппарате "Europa Clipper". «Но мы не можем так же рассматривать ее; Европа – это совсем другая бестия», – сказала Квик, работающая в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что Европа может извергать воду из своих недр, как и Энцелад. В частности, ученые с помощью космического аппарата "Галилео", телескопа "Хаббл" и больших наземных телескопов сообщили об обнаружении слабых водяных шлейфов или их химических компонентов на Европе.

Но никто не уверен в этом. «Мы все еще находимся в том пространстве, где есть действительно интригующие доказательства, но ни одно из них не однозначно», – сказал Мэтью Маккей Хедман, член научной группы "Спектрометр визуализации для картографирования Европы" (MISE) аппарата "Europa Clipper" и доцент кафедрой физики в Университете Айдахо.

Это изображение водяных струй на спутнике Сатурна Энцеладе было сделано космическим аппаратом "Кассини" 27 ноября 2005 года. Энцелад освещен Солнцем. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Ученых привлекают шлейфы по нескольким причинам. Во-первых, они, несомненно, классные: «Мы ученые, но мы тоже люди», — сказал Шон Брукс, работающий с научной группой "Ультрафиолетовый спектрограф Европы" (Europa-UVS) на "Europa Clipper", находясь в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.

Но с практической точки зрения, говорит Брукс, шлейфы предлагают ученым более легкий доступ к внутренностям Европы. «Все сводится к тому, пригодна ли Европа для жизни, а для этого нужно определенное понимание того, что происходит под поверхностью, куда мы пока не можем добраться», – сказал он.

Другими словами, магия Европы, являющаяся архетипом потенциально жизнепригодного мира, скрыта от глаз глубоко внутри луны. По сравнению с Энцеладом, который размером чуть больше Украины, Европа составляет примерно четверть размера всей Земли, или чуть меньше земной Луны. И данные свидетельствуют о том, что Европа имеет гораздо более глубокий соленый океан, чем Энцелад, который может быть глубиной от 60 до 160 км, что значит, что она может содержать приблизительно вдвое больше воды, чем океаны Земли. Некоторые ученые предполагают, что океан Европы может вступать в реакцию с перегретыми породами под ее дном, возможно через гидротермальные источники. На Земле такие территории являются очагами химической активности, питающей бесчисленное количество существ.

Ученые говорят, что в ледяном панцире Европы также могут быть большие карманы талой воды, которые с большей вероятностью могут быть источником шлейфов, чем океан. Эти карманы могли бы создать уютную среду обитания и для организмов.

Поскольку она находится гораздо ближе к Юпитеру, чем Энцелад к Сатурну, Европа производит больше тепла от трения, возникающего, когда она вращается вокруг своей планеты-хозяина. Учитывая, что внутреннее тепло стимулирует геологическую активность на скалистых мирах, ожидается, что у Европы будет более обширная геология, чем у Энцелада. Некоторые ученые предполагают, что в Европе есть тектоника плит, смещающая и перерабатывающая ледяные блоки, образующие поверхность спутника. Если так, то на поверхности Европы могли бы циркулировать питательные вещества, произведенные под действием излучения от Юпитера, например кислород, в карманах с жидкостью в ледяном панцире или, возможно, в самом океане. Благодаря "Europa Clipper" ученые получат возможность проверить некоторые свои предсказания, проанализировав химический состав шлейфов или следы, которые они могут оставить на поверхности.

Ученые предупреждают, что шлейфы Европы, даже если они там есть, могут быть трудно обнаруживаемые даже с близкого расстояния. Они могут быть спорадическими, а могут быть маленькими и тонкими, учитывая, что гравитация Европы, которая гораздо сильнее, чем у Энцелада, вероятно удерживает эти водяные шлейфы близко к поверхности. Это кардинальный отход от удивительного столба пары Энцелада: он всегда активнее и больше, чем сам спутник, распыляет ледяные частицы на сотни километров над поверхностью. «Даже если они там, шлейфы Европы могут быть не столь фотогеничными», — сказал Хедман.

Хотя ученые миссии "Europa Clipper" разрабатывают различные креативные стратегии для поиска активных шлейфов, когда космический аппарат начнет исследовать Европу в 2031 году, они не полагаются на них в понимании того, что происходит внутри луны. «Нам не обязательно поймать хотя бы один для успешности миссии», - сказала Квик.

Квик добавила, что каждый инструмент на борту Clipper может стать подтверждением подходящих для жизни условий под поверхностью, независимо от наличия активных шлейфов.

Несколько примеров того, как научная команда будет искать потенциальные шлейфы, включают набор камер EIS. Он будет искать шлейфы вблизи поверхности Европы частично, наблюдая их силуэты на краю, или лимбе Европы, когда луна освещается светом Юпитера, проходя перед планетой. EIS сделает фотографии шлейфов, если они появятся, а также отложения от шлейфов, которые могут быть заметны на поверхности. Europa-UVS также попытается обнаружить шлейфы в ультрафиолетовом свете, в том числе на краю спутника, когда Европа проходит перед соседними звездами, и может измерить химический состав таких шлейфов. Тепловизор "Система визуализации термальной эмиссии Европы" (E-THEMIS) будет искать горячие точки на поверхности, которые могут быть свидетельством активных или недавних извержений.

Команда "Europa Clipper" намерена добиться успеха, независимо от того, найдут исследователи шлейфы на Европе или нет, хотя многие ученые надеются на удивительное водяное шоу, которое обогатит миссию и наше понимание Европы. «Я подозреваю, что Европа активна и позволяет некоторому материалу испаряться», - сказал Хедман. «Но я надеюсь, что когда мы действительно поймем, как она это делает, это будет совсем не так, как кто-то ожидал».

Подробнее о миссии

Такие миссии, как "Europa Clipper", вносят вклад в астробиологию — междисциплинарное исследование далеких миров, которые могут содержать жизнь такой, какой мы ее знаем. Хотя "Europa Clipper" не является миссией по выявлению жизни, она проведет детальную разведку Европы и исследует, может ли ледяной спутник с его подземным океаном поддерживать жизнь. Понимание жизнепригодности Европы поможет ученым лучше понять, как развивалась жизнь на Земле и каков потенциал для поиска жизни за пределами нашей планеты.

Под руководством Калтеха в Пасадене, Калифорния, JPL руководит разработкой миссии "Europa Clipper" в партнерстве с Лабораторией прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мериленд, для Директората научной миссии NASA в Вашингтоне. Офис программы планетарных миссий Центра космических полетов НАСА им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, управляет программой миссии "Europa Clipper".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.