Спутник Юпитера Европа уже много лет считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни. Под его покрытой трещинами ледяной поверхностью, по мнению большинства исследователей, скрывается глобальный океан жидкой воды. Именно он делает этот небольшой мир одним из главных объектов современной планетологии и будущих космических миссий.
Однако новое исследование показывает, что изучение подледного океана Европы может оказаться значительно сложнее, чем предполагалось ранее. Учёные пришли к выводу, что между поверхностью спутника и скрытым под ней океаном существует гораздо меньше обмена веществом, чем ожидалось. Это означает, что получить достоверную информацию о составе воды и возможном существовании жизни будет гораздо труднее.
Почему Европа вызывает такой интерес
Европа — четвёртый по величине спутник Юпитера. Несмотря на относительно небольшие размеры, она давно привлекает внимание исследователей благодаря необычным особенностям своей поверхности.
Главная из них — толстая ледяная оболочка.
Под этим льдом, согласно многочисленным исследованиям, располагается океан, содержащий больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые.
Если это действительно так, Европа становится одним из наиболее вероятных мест существования внеземной жизни в пределах Солнечной системы.
Откуда известно о существовании океана
Прямо увидеть океан невозможно.
О его существовании свидетельствует сразу несколько независимых наблюдений.
К ним относятся:
- особенности магнитного поля спутника;
- структура ледяной поверхности;
- результаты гравитационных измерений;
- компьютерные модели внутреннего строения.
Все эти данные хорошо согласуются с существованием глобального слоя жидкой воды под ледяной корой.
Почему исследователи рассчитывали изучать океан по поверхности
До сих пор одной из основных идей было предположение, что между океаном и поверхностью существует постоянный обмен веществом.
Если вода поднимается вверх через трещины, а затем снова опускается вниз, то поверхность становится своеобразным «окном» во внутренний океан.
В этом случае достаточно изучить химический состав льда, чтобы получить представление о том, что происходит глубоко под ним.
Именно на такой подход во многом ориентируются будущие космические миссии.
Новая работа ставит этот сценарий под сомнение
Исследование показывает, что обмен между океаном и поверхностью может происходить значительно реже и менее эффективно.
По мнению авторов, многие процессы, происходящие внутри ледяной оболочки, препятствуют быстрому переносу вещества.
В результате поверхность может содержать лишь ограниченную информацию о составе скрытого океана.
Это серьёзно усложняет интерпретацию будущих наблюдений.
Лёд — не просто замёрзшая вода
Ледяная оболочка Европы представляет собой сложную динамическую систему.
Она испытывает постоянное воздействие мощных приливных сил со стороны Юпитера.
Из-за этого лёд:
- медленно деформируется;
- растрескивается;
- перемещается;
- частично плавится в отдельных областях.
Однако такие процессы вовсе не гарантируют свободный обмен веществом между океаном и поверхностью.
Почему это важно для поиска жизни
Если между океаном и поверхностью существует слабая связь, то возможные биологические вещества могут вообще не попадать наверх.
Даже если в океане действительно происходят химические процессы, связанные с жизнью, поверхность может практически не содержать их следов.
Это означает, что отсутствие обнаруженных биологических молекул ещё не будет доказательством отсутствия жизни.
И наоборот, найденные вещества потребуется интерпретировать значительно осторожнее.
Радиация постоянно изменяет поверхность
Европа находится внутри мощнейшего радиационного пояса Юпитера.
Потоки высокоэнергетических частиц непрерывно воздействуют на её поверхность.
Под этим влиянием происходят различные химические изменения.
Первоначальный состав льда постепенно меняется, образуются новые соединения, а часть веществ разрушается.
Поэтому даже если океан действительно доставляет материал к поверхности, радиация способна существенно изменить его ещё до того, как он будет исследован.
Толщина ледяной оболочки остаётся предметом споров
Учёные пока не могут точно определить, насколько толст лёд Европы.
Существуют разные оценки.
В зависимости от модели его толщина может существенно различаться.
Чем толще ледяная оболочка, тем труднее веществу перемещаться между океаном и поверхностью.
Новая работа показывает, что даже при сравнительно небольшой толщине льда обмен может быть значительно менее активным, чем ожидалось.
Будущие миссии всё равно остаются чрезвычайно важными
Несмотря на новые сложности, интерес к Европе не уменьшается.
Напротив, подобные исследования помогают точнее определить задачи будущих космических аппаратов.
Особые надежды связаны с миссиями нового поколения, которые будут изучать:
- химический состав поверхности;
- строение ледяной оболочки;
- распределение солей;
- возможные выбросы вещества;
- внутреннюю структуру спутника.
Каждое новое измерение позволит уточнить современные модели.
Возможно, придётся искать другие способы исследования
Если поверхность действительно плохо отражает состав океана, учёным потребуется искать альтернативные подходы.
Среди обсуждаемых вариантов:
- исследование возможных выбросов водяного пара;
- более точное картографирование ледяной коры;
- анализ структуры трещин;
- изучение распределения различных минералов;
- разработка технологий проникновения через лёд в далёком будущем.
Хотя подобные проекты чрезвычайно сложны, именно они могут однажды позволить напрямую исследовать подледный океан.
Европа остаётся одним из лучших кандидатов на наличие внеземной жизни
Даже если обмен между океаном и поверхностью ограничен, сам факт существования огромного объёма жидкой воды делает Европу уникальным объектом исследований.
Кроме воды, большое значение имеют и другие факторы.
Учёные предполагают, что в недрах спутника могут существовать:
- источники внутреннего тепла;
- химические реакции между породами и водой;
- вещества, необходимые для сложной химии.
Подобные условия считаются потенциально благоприятными для возникновения простейших форм жизни.
Новые данные помогают лучше подготовиться к исследованиям
Иногда научные открытия не упрощают задачу, а делают её более сложной. Именно это произошло и в данном случае. Исследование не опровергает существование подледного океана Европы и не уменьшает вероятность его обитаемости. Оно лишь показывает, что получить информацию о скрытой среде может оказаться значительно труднее, чем предполагалось.
Такие результаты имеют большое практическое значение. Они позволяют заранее скорректировать научные программы будущих космических миссий, определить наиболее перспективные методы наблюдений и избежать ошибочных выводов при анализе данных. Чем лучше исследователи понимают ограничения существующих методов, тем выше вероятность, что однажды именно Европа поможет ответить на один из самых важных вопросов современной науки — существует ли жизнь за пределами Земли.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
