Лед на поверхности Европы может светиться в темноте

Ученые предполагают, что под ледяной поверхностью Европы, четвертого по величине спутника Юпитера, скрыт гигантский океан: огромный водоем, который потенциально представляет собой одно из лучших мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. 

Новое исследование, проведенное группой ученых под руководством Мурти Гудипати, физика из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения NASA, открыло новый факт о наименьшем из галилеевых спутников — ученые считают, что излучение магнитного поля Юпитера может вызывать свечение на ледяной поверхности, покрывающей Европу, из-за реакций с химией льда.

«Поверхность Европы постоянно испытывает интенсивные потоки заряженных частиц из-за наличия сильного магнитного поля Юпитера. Эти заряженные высокоэнергетические частицы, в том числе электроны, взаимодействуют с поверхностью, богатой льдом и солью, что приводит к сложным физическим и химическим процессам», — авторы исследования.

Учитывая, что мы еще не полностью понимаем химический состав ледяного покрова Европы, неясно, как в действительности будут выглядеть эти процессы. Пока ни обсерватория Кека на Гавайях, ни космический телескоп «Хаббл» не зафиксировали это гипотетическое свечение напрямую.  

Однако в следующем десятилетии мы сможем лучше рассмотреть Европу, когда космический корабль NASA Europa Clipper посетит этот спутник и даст нам шанс стать свидетелями явления, называемого электронно-стимулированной люминесценцией. А пока мы можем смоделировать, как это могло бы выглядеть, с помощью веществ и приспособлений, имитирующих лед Европы и высокоэнергетическое электронное излучение Юпитера.

В ряде лабораторных экспериментов команда Гудипати охлаждала ядра водяного льда в алюминиевой трубке, охлаждая лед до температуры -173,15 °С и подвергая его импульсам электронного излучения. 

В ходе эксперимента лед излучал свечение, но его интенсивность зависела от того, какие химические вещества присутствовали в воде. «Мы обнаружили, что присутствие хлорида и карбоната натрия сильно гасило свечение, в то время как эпсомит усиливал радиационное свечение льда», пишут ученые. 

Видимое свечение облучаемого ледяного керна при освещении, затемнении и в полной темноте

Помимо захватывающей гипотезы о том, что Европа может непрерывно светиться в темноте, эти результаты могут проложить путь к новым методам изучения ледяной луны.

В частности, возможно, что системы визуализации Europa Clipper смогут наблюдать свечение с орбиты (около 50 километров) и, анализируя спектры, пролить новый свет на химический состав лунного льда. 

Помимо помощи в будущих исследованиях Европы, те же методы могут привести к новым способам анализа и других спутников Юпитера, таких как Ио и Ганимед, хотя исследователи признают, что чудесные особенности Европы могут оказаться уникальными. 

«Благодаря уникальной радиационной среде и богатому геологическому и композиционному разнообразию на ее поверхности, ночное свечение льда, происходящее на Европе, может быть уникальным и непохожим на любое другое явление в нашей Солнечной системе», — заключают ученые.