Реклама

Наше близьке знайомство з Європою відбулося 40 років тому, коли космічний апарат Вояджер-1 вперше наблизив людство до Юпітера та надіслав перші чіткі знімки його супутників. Десятки років спостережень показали, що під поверхнею Європи може ховатися справжній океан, однак у новому дослідження вчені вперше отримали свідчення наявності водяної пари над поверхнею супутника.

Європа давно привертає увагу науковців через особливі умови, які може запропонувати цей супутник для органічного життя. Знімки з попередніх місій показали, що крижаний покрив Європи приховує рідку воду, яка час від часу може вириватися на поверхню у формі велетенських гейзерів. Втім досі дослідники були обережними у своїх висновках, адже доказів, що океан під крижаною поверхнею Європи складається саме з води було замало.

Скомпоноване зображення поверхні Європи, отримане зі знімків місії Галілео впродовж 1995-1998 років. Характерні червоні лінії – це тріщини та хребти, що простягаються на тисячі кілометрів. Така геологічна активність пояснюється припливними силами гравітації Юпітера та наявним підземним океаном. Червоний колір відповідає чужорідному матеріалу на кризі, імовірно, солям, викинутим на поверхню разом з гейзерами.

Вченим було необхідно отримати щось більш ґрунтовне та надійне для перевірки своєї гіпотези. І оскільки до поверхні супутника Юпітера ще не було надіслано жодного робота, дослідники з NASA використали можливості одних з найбільших наземних телескопів, що розташовані на Гаваях.

Олімпійські басейни води у гейзерах

18 листопада міжнародна команда дослідників під керівництвом науковців з Центру космічних польотів Годдарда повідомила по першу реєстрацію молекул води над поверхнею Європи.

“Базові хімічні елементи (вуглець, водень, кисень, азот, фосфор та сірка) та джерела енергії, два з трьох компонентів життя, можна знайти майже всюди у Сонячній системі. Але третій – рідка вода – дуже рідкісний за межами Землі”,

Реклама
– зазначає Лукас Паганіні, планетолог NASA та провідний автор дослідження –

“Хоча науковці ще не зареєстрували безпосередньо рідку воду , ми знайшли другу надзвичайно важливу річ – водяну пару”.

Разом з колегами Паганіні зафіксував потік молекул близько 2360 кілограмів секунду – достатньо, щоби наповнити олімпійський басейн за лічені хвилини. Однак така кількість водяної пари з’являлася нерегулярно. Її концентрація лише тимчасово досягала рівня, коли дослідники могли зафіксувати її на Землі за допомогою телескопів.

Вчені провели 17 ночей в Обсерваторії Кека на горі вулкана Мауана Кеа, що на Гаваях, впродовж 2016 та 2017 років, спостерігаючи за віддаленим місяцем Юпітера. Молекули води з’явилися у спектрі світла з провідної півкулі Європи, боку супутника, який завжди рухається обличчям до орбіти.

Зустрічаючись з сонячним випромінюванням, молекули води починають самі випромінювати інфрачервоне світло з певними довжинами хвиль. Джерело: Michael Lentz/NASA Goddard

Спектрограф обсерваторії допоміг науковцям виокремити специфічні довжини хвиль в інфрачервоному спектрі, які випромінюють молекули води після контакту з сонячним світлом.

Якщо є водяна пара, може бути й океан

Вчені воліли б побачити повну картину структури супутника Юпітера, втім водяна пара вже є частинкою пазлу, якої так не вистачало. Нова знахідка підтримує гіпотезу вчених про наявність океану всього у декількох кілометрах під шаром криги. За попередніми оцінками, цей океан містить удвічі більше води, ніж наш власний.

Реклама
Отримані за десятки років дані вказують на те, що Європа приховує велетенський рідкий океан. Джерело: NASA Goddard

Існує й інше можливе пояснення, яке висувалося раніше – водяна пара може виникати в результаті взаємодії потужного електромагнітного поля Юпітера, що вириває частинки води з крижаного серця Європи. Однак останні дослідження все ж підтримують сценарій з океаном.

Секрети Європи

За всю історію досліджень Сонячної системи Європа неодноразово ставала джерелом новин. З 1993 по 2005 рік на орбіті Юпітера працював міжпланетний апарат Галілео. Бортові інструменти апарата вимірювали будь-які коливання магнітного поля газового гіганта та помітили незвичні збурення. Аномалію можна було пояснити наявністю рідини, здатної проводити електричний струм. Тож у дослідженнях почали з’являтися перші згадки про масивних солоний океан під кригою Європи.

Графічне зображення водяних шлейфів над Європою на знімку, отриманому космічним телескопом Габбл у грудні 2012 року. Габбл не зняв безпосередньо водяні потоки, однак їх випромінювання у магнітному полі Юпітера зафіксували спектрометри на Землі. Джерело :NASA, ESA, and L. Roth (Southwest Research Institute and University of Cologne, Germany)

У 2008 році дослідники знову проаналізували зібрані дані та дійшли висновку, що свій внесок можуть також робити масштабні шлейфи рідкої води над поверхнею супутника. Через п’ять років дослідники використали космічний телескоп Габбл та підтвердили присутність слідів молекул кисню та водню в атмосфері супутника.

Складність досліджень полягала у тому, що космічні телескопи мають досить обмежений набір інструментів для реєстрації слідів води на інших планетах. Водночас, наземні телескопи мають справу з атмосферою Землі, яка також містить воду та вносить шум у сигнал. Тож науковцям довелося докласти неймовірних зусиль, щоби прогнати математичні моделі, які б дозволили компенсувати внесок вологи з Землі.

“Ми здійснили ретельний запобіжний аналіз, щоби виключити можливі забруднення під час наземних спостережень”,

Реклама
– пояснює Аві Мендель, член команди Паганіні –

“Проте нам все ж доведеться підібратися ближче до Європи, щоби зрозуміти, що саме там відбувається”.

В середині 2020-х років до Європи має вирушити нова місія NASA Europa Clipper. Міжпланетна станція проведе детальне дослідження супутника Юпітера та перевірить наявність органічних молекул в його атмосфері. Отримані дані допоможуть створити модель місцевого океану та визначити місце посадки для майбутнього робота. Джерело: NASA Goddard

Зрозуміти, що саме відбувається на поверхні та всередині Європи нам має допомогти майбутня місія NASA Europa Clipper, запуск якої запланований на 2025 рік. “Кліппер” має підвести десятиліття досліджень загадкового супутника до логічного завершального етапу – пошуку життя та місця приземлення майбутньої місії. Орбітальний апарат має проаналізувати атмосферу супутника, дослідити його поверхню та підземну структуру, а також надіслати неймовірні фото його пронизаного артеріями ландшафту.

Nature Astronomy (2019), doi: 10.1038/s41550-019-0933-6.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Реклама
21 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Далі

Це схоже на зіткнення чорної діри та нейтронної зорі – дослідники

Нова ера астрономічних спостережень, яку відкрили детектори гравітаційних хвиль, схоже, принесла чергове відкриття: на думку австралійських та американських…
Далі

Гравітаційні хвилі та 6 питань космології, які вони можуть вирішити

Тепер, коли дослідники LIGO підтвердили реєстрацію гравітаційних хвиль, варто приділити увагу практичним питанням, на які може вплинути сенсаційне…