Космический аппарат Juno коснувшийся Юпитера и его лун, предоставил первые прямые данные о толщине ледяной оболочки спутника Европа, покрывающей его подлёдный океан. Эти результаты стали ключевым достижением в изучении структуры этого одного из самых интригующих объектов Солнечной системы и были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Europa: почему она в центре внимания учёных
Европа — один из четырёх крупных спутников Юпитера, открытых Галилео Галилеем в 1610 году. Несмотря на свою небольшую массу и размер, этот гладкий и яркий ледяной мир давно привлекает внимание астрономов из-за подлёдного океана, который, предположительно, скрыт под километровым панцирем льда. Наличие жидкой воды, возможность тепловых источников и потенциального обмена химическими элементами делает Европу одним из главных объектов поиска условий, пригодных для жизни за пределами Земли.
Как Juno «заглянул» под лёд
Аппарат Juno, запущенный NASA в 2011 году и функционирующий в системе Юпитера с 2016 года, выполнял пролет возле Европы 29 сентября 2022 года. В ходе сближения (примерно 360 километров от поверхности) его научный прибор — микроволновый радиометр (MWR) — собрал важные данные о температуре льда на разных глубинах.
MWR предназначался изначально для изучения атмосферы самого Юпитера, но благодаря своей способности «видеть» сквозь поверхность, он смог получить данные о внутренней структуре Европы. Микроволны отражаются от разных слоёв льда и дают физические сигналы, позволяющие оценить толщину корки.
Новый результат: около 29 километров льда
Анализ данных показал, что средняя толщина внешнего слоя ледяной оболочки Европы составляет примерно 29 километров (18 миль), по данным измерений MWR. Эта оценка относится к жёсткому, холодному и проводящему теплу льду на верхних уровнях оболочки.
Ранее теоретические модели предлагали огромный разброс возможных значений — от менее 1 километра до нескольких десятков километров. Точные измерения Juno впервые позволили исключить более тонкие варианты и приблизиться к реальному представлению о структуре оболочки.
Если под внешним слоем существует внутренний, более тёплый и конвективный лёд, то общая толщина может быть ещё больше. Напротив, если лёд содержит значительное количество растворённых солей, реальная толщина может быть на несколько километров меньше.
Структура льда и её особенности
Измерения радиометра также выявили, что в верхней части ледяной корки присутствуют мелкие неоднородности — трещины, поры и пустоты, размер которых не превышает нескольких сантиметров, но которые простираются на сотни метров вглубь. Эти структуры рассеивают микроволны и позволяют учёным получить дополнительные данные о структуре льда под поверхностью.
Однако именно эти мелкие дефекты вероятнее всего не являются эффективным каналом для переноса кислорода или других веществ между поверхностью и подлёдным океаном, поскольку они слишком мелкие и затрагивают лишь верхние слои ледяной корки.
Почему это измерение важно
Толщина ледяной оболочки и её внутреннее строение — это критические параметры для оценки условий подлёдного океана Европы, который считается одним из лучших кандидатов для поиска признаков возможной жизни за пределами Земли.
Знание толщины льда:
- помогает понять, насколько легко химические элементы и энергия могут перемещаться между поверхностью и океаном;
- уточняет модель внутреннего теплового режима Европы, который связан с приливным нагревом за счёт гравитации Юпитера;
- является важным ориентиром для будущих миссий, таких как Europa Clipper (NASA) и JUICE (ESA), которые будут изучать спутник более детально в ближайшие годы.
Обе эти миссии планируются к приближению к Европе в 2030 году и будут оснащены специализированными приборами для изучения подлёдного океана и ледяной корки.
Что говорят учёные
По словам Стива Левина, научного сотрудника проекта Juno, измеренная толщина относится к холодной и жёсткой части корки, но внутренняя структура может быть более сложной, если под поверхностью находится слой более тёплого льда с конвекцией. Если такой слой присутствует, общая толщина может быть больше.
Скоты Болтон, руководитель миссии Juno, подчеркнул, что понимание структуры льда и наличие трещин или пор — это лишь часть большой головоломки, которую предстоит решить, чтобы оценить потенциал Европы как места, где могли бы существовать условия, благоприятные для биохимических процессов.
Контекст предстоящих миссий
NASA и Европейское космическое агентство направляют к Европе отдельные миссии, которые предоставят ещё более детальные данные:
- Europa Clipper начнёт серию сближений с спутником около 2030 года, сосредоточив внимание на ледяной корке и океане внутри;
- JUICE (JUpiter ICy Moons Explorer), миссия ESA, также прибудет к системе Юпитера вскоре после Clipper и будет изучать Европу и другие ледяные луны.
Эти миссии позволят не только подтвердить результаты Juno, но и расширить знания о распределении толщины льда, его химическом составе и динамике.
Заключение
Новое измерение толщины ледяной оболочки Европы, полученное зондом NASA Juno, стало значительным шагом вперед в изучении одного из наиболее интересных объектов Солнечной системы. Толщина около 29 км уточняет границы существующих моделей и помогает учёным лучше представить условия, в которых находится подлёдный океан Европы — океан, способный ответить на фундаментальные вопросы о химическом разнообразии и потенциальной обитаемости за пределами Земли.
Источники:
Статья создана по материалам jpl.nasa.gov
