Что таит в себе океан спутника Юпитера?

Почему планетологов так интересует проблема ледяных лун Юпитера (Европы в особенности)? Именно из-за наличия воды, то есть целого океана под ледяным панцирем. При этом приливное трение может подогревать этот океан, создавая условия для развития биологических форм жизни! Европа самая маленькая из четырех галилеевых спутников, но очень интересная.

Исследования поразительных физических особенностей Европы, так сходной по калибру с нашей Луной, но радикально отличной по своим качествам, начались еще в 1970-е годы, когда пролетавшие космические миссии совершали гравитационные маневры вокруг планеты-гиганта Юпитера. Затем в в 1989 году космический аппарат "Галилео" дистанционно исследовал Европу, львиная доля известных данных о Европе получена в этой миссии.

Перспективы дальнейших исследований откроются в 20-е годы текущего столетия, поскольку новейшая миссия по изучению ледяных лун Юпитера, названная Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), запланирована на 2022 год.

Спутник Юпитера Европа известен со времен Средневековья, когда свершились первые астрономические открытия на заре телескопической эры исследований астрономических объектов. Открытие Европы в январе 1610 года практически одновременно совершили Галилео Галилей и немецкий астроном Симон Марий. Названия галилеевых спутников, данные самим Галилеем, остались достоянием истории астрономии, а прижились и используются названия, данные Марием. С тех пор прошло много лет, и знания о Европе накоплены весьма богатые.

Массивный спутник очень сходен с планетами земной группы, хотя он сформировался в окружении Юпитера так же, как и планеты вокруг Солнца, когда использовался "строительный материал" протопланетного диска. Внутри тяжелое силикатное ядро, поверх него 100-километровый слой воды океана, поверхность которого представляет собой ледяной панцирь, покрытый поверхностными образованиями и отличающийся очень большим альбедо, т. е. отражающая способность его чрезвычайно высока, что характерно для ледяных поверхностей.

На поверхности есть холмы вышиной в сотни метров, многочисленные разломы и образования типа невысоких хребтов, хаос ледяных обломков, кратеры на ледяной поверхности весьма редки, криовулканизм присутствует по-видимому, но проявления его не интенсивные. На Европе очень холодно — средняя температура поверхности -160 °C на экваторе, причем на полюсах Европы гораздо холоднее: там -220 °C! Ледяная кора деформируется силой тяготения Юпитера при вращении Европы, поэтому кора испещрена линиями разломов, как ледники на Земле.

Читайте также: Карусель в атмосфере Юпитера

Планируя будущее миссии на Европу, очень важно представить себе конкретные особенности ее поверхности, на которые опустится спускаемый аппарат. Аналогичные места на Земле — ледяные поля Северного Ледовитого океана и материка Антарктиды. Совершенно неожиданная подсказка была обнаружена в Андах, на холодном высокогорье. Там вырастают необычные ледяные шипы — вертикальные образования, конденсирующиеся из холодного воздуха, несущего влагу. Эти образования, кальгаспоры, как предполагают специалисты, могут образоваться и на Европе. Вырастая до значительных размеров, они могут покрывать поверхность вертикальными готическими построениями, создавая поверхностные образования со специфическими свойствами.

В Андах кальгаспоры растут в виде крупных ледяных зубчатых стен до 1-5 м в высоту. Ведущий автор исследования грядущей миссии на Европу Дэн Хобли из Виргинского университета (США) рассматривает эти образования, как возможный вариант поверхностных ледяных покрытий на Европе. Формирование кальгаспор происходит при определенных физических условиях: солнечные лучи должны падать на лед и касаться ледяной поверхности под нужным углом, чтобы при этом происходила возгонка молекул воды, которые в исключительно разреженной и сухой, состоящей из атомарного кислорода, атмосфере Европы могут конденсироваться в виде кальгаспор. Радарные и спектроскопические исследования поверхности Европы пока не дают подробных сведений о ее поверхностных ледяных образованиях. Ученые оценивают физические процессы с точки зрения возможности обеспечить наблюдаемые на поверхности особенности распределения рельефа и температуры. В основном геологические образования кажутся случайными, говорит автор исследования Д. Хобли, а наличие на поверхности Европы кальгаспоров, по его мнению, могло бы объяснить некоторые моменты. Установлено, что на экваторе Европы температура выше средней температуры, это ощутимое различие. При наличии кальгаспор это можно обосновать особенностями уловления тепловой энергии солнечного света. Ледяные шипы, как регулярные отражатели, передают тепло друг другу, солнечный свет как бы попадает в ловушку, переотражаясь с одного ледяного пика на другой. Такая область будет реально более теплой по сравнению с областями, отражающими свет в пространство космоса.

Читайте также: Почему планеты бегут "назад"?

На поверхность Европы рано или поздно будет отправлен спускаемый аппарат, который будет первым исследователем ледяной коры и подледного океана Европы. Посадка на Европу — весьма проблемная задача, если нет ясности о качестве поверхности спутника. Задача усложняется тем, что ледяная кора Европы смещается, при этом экваториальные зоны могут мигрировать со своими образованиями в другие широты. Совершенствование методики дистанционных исследований ледяных спутников Юпитера обеспечит работу будущих миссий.

Результаты исследования представлены на 44-й Конференции по вопросам изучения лун и планет