Европа сбрасывает в космос воду из подземного океана

20 лет назад во время пролета Европы, спутника Юпитера, космический зонд Галилео стал свидетелем водяного шлейфа.

Группа ученых нашла новые доказательства этого события. С помощью компьютерного моделирования они воспроизвели данные, собранные бортовым детектором частиц. У Европы есть корка замерзшей воды и подземный океан, то есть благоприятные условия для простых форм жизни. Водяные шлейфы дадут будущим миссиям на Юпитер возможность непосредственного контакта с водоемом луны.

Слоистая внутренняя структура с жидким железным ядро, тонкой богатой кислородом атмосферой, индуцированным магнитным полем - это Европа, четвертый по величине спутник Юпитера, у которого большее сходство с планетой, чем с луной. Еще одна её особенность: внешняя кора замерзшей воды толщиной до 18 километров, скрывающая подземный океан воды. Благодаря новым расчетам появляется все больше доказательств того, что Европа выбрасывает шлейфы воды в космос при криовулканических извержениях. Луна Сатурна Энцелад демонстрирует подобное поведение. Во время миссии Кассини бортовые камеры сделали впечатляющие снимки его шлейфов.

Неопровержимые доказательства того, что Европа также выбрасывает воду в космос, все еще отсутствуют.

«Тем не менее, различные теории, модели и единичные наблюдения предполагают, что Европа тоже демонстрирует шлейфы», - говорит Элиас Руссос. В последние годы исследователи из нескольких институтов в Европе и США независимо друг от друга нашли доказательства наличия определенного шлейфа. Некоторые из этих групп оценивали данные магнитометра на борту космического корабля Галилео, который с 1995 года провел 8 лет, исследуя систему Юпитера. Во время пролета Европы в 2000 году данные показали отклонения в магнитном поле Юпитера вблизи луны. Это могло происходить из-за шлейфа, который произошел в то же время.

Ученый ЕКА доктор Ханс Хайбрайс и его коллеги также пересмотрели данные об облетах в 2000 году, уделив внимание измерениям, выполненным детектором энергетических частиц (EPD). Помимо прочего, EPD записал распределение высокоэнергетических протонов, захваченных в магнитном поле Юпитера.

Магнитное поле Юпитера в 20 раз сильнее земного и простирается на несколько миллионов километров в космос. Европа вращается вокруг Юпитера в этом огромном магнитном защитном щите. Во время пролета EPD зарегистрировал значительно меньше протонов вблизи луны, чем ожидалось. Ранее исследователи предполагали, что сама луна препятствует обзору детектора.

Но текущие результаты указывают на другую причину. В сложных компьютерных симуляциях ученые смоделировали движения высокоэнергетических протонов во время полета, пытаясь воспроизвести данные измерений EPD. Это было возможно только при условии, что шлейф повлиял на окружающую среду Европы. Когда высокоэнергетические протоны сталкиваются с незаряженными частицами из атмосферы или шлейфа луны, они включают в себя электроны из них, таким образом становясь незаряженными частицами. «Это означает, что они больше не попадают в магнитное поле Юпитера и могут покинуть систему на высокой скорости», - объясняет доктор Ханс Хайбрайс из ЕКА.

Будущие миссии в систему Юпитера смогут вступить в непосредственный контакт с резервуаром подземных вод луны и охарактеризовать его. В 2022 году стартует миссия ЕКА JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer). НАСА также готовит миссию Europa-Clipper, которая должна быть запущена в 2023 году.