Астрономія

Лід супутника Юпітера Європи може світитися вночі

Художнє зображення. NASA, JPL-Caltech / NASA

Художнє зображення. NASA, JPL-Caltech / NASA

Після лабораторних тестів астрономи дійшли висновку, що лід Європи може світитися вночі під впливом високоенергетичних електронів магнітного поля Юпітера. Дослідження такого випромінювання дозволить визначити хімічний склад поверхні цього супутника. Автори статті у журналі Nature Astronomyвважають, що такий спосіб можна буде застосовувати для вивчення інших об’єктів, що піддаються дії іонізаційного випромінювання, таких як Іо та Ганімед.

Навіщо вивчати хімічний склад Європи?

Супутник Юпітера Європа вважається одним з потенційно придатних для життя об’єктів Сонячної системи. Під її крижаною поверхнею знаходиться океан, всередині якого припливні сили генерують тепло. Окрім того, передбачається, що взаємодія води та порід може створити необхідні для зародження життя хімічні реакції. Магнітосферне випромінювання Юпітера, яке складається з електронів, протонів та іонів, постійно бомбардує півкулі Європи. Воно генерує енергетично багаті окисники на поверхні супутника та може сприяти окисно-відновним реакціям у підповерхневому океані. Таким чином, для підтвердження солоності океану та побудови моделі обміну елементів між ним та поверхнею необхідно розуміти хімічний склад криги Європи. Зазвичай композиційний аналіз проводиться у ближньому інфрачервоному діапазоні, у якому важко зафіксувати конкретні солі. Так, виявлені спектри поверхні Європи можуть вказувати на різноманітні комбінації хлоридів, гідратованих сульфатних солей, сірчаної кислоти та водного льоду. Для остаточного визначення типу солей потрібні додаткові методи.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники провели лабораторні експерименти, у яких показали, що аналіз радіаційно-індукованого світіння льоду дозволяє визначити склад солей у ньому. Для цього вони створили суміші льоду та солі при температурі 100 кельвінів (-173 градусів за Цельсієм) та імітували бомбардування електронами, яке відбувається на Європі. Виявилося, що суміші світяться у темряві, і це світіння змінюється залежно від композиції льоду. Зокрема, присутність хлориду натрію та карбонату сильно послаблює світіння, тоді як сульфатний мінерал епсоміт, навпаки, посилює його. Це означає, що нічна сторона Європи може випромінювати світло різного відтінку та яскравості.

Дослідження має суттєве значення для характеристики хімічного складу поверхні Європи. Вчені сподіваються, що майбутня місія NASA Europa Clipper дасть змогу проаналізувати нічне світіння супутника.

Підповерхневий океан зустрічається й на інших тілах Сонячної системи. Так, нещодавно астрономи виявили його присутність на карликовій планеті Церері. Важливою умовою для життя у таких океанах є наявність тепла. Астрономи визначили механізм нагрівання галілеєвих супутниках Юпітера.