Спутник Юпитера: Европа. Красивая, ледяная и — живая?

Её диаметр немногим меньше лунного: 3100 км против 3475 км. Покрытая льдом, она обладает высокой отражающей способностью – такой, что иногда её можно увидеть с Земли даже в бинокль.

Возможно, за свою яркую поверхность спутник и получил своё имя: в греческой мифологии Европа была похищена Зевсом (двойником римского бога Юпитера), который принял облик ослепительно белого быка, чтобы привлечь её внимание: она украсила быка цветами и отправилась на его спине на Крит, где стала царицей.

Природа спутника – полная противоположность вулканическому соседу Ио. Можно сказать, что Ио и Европа – это пламя и лед. О том, что Европа покрыта льдом, ученые узнали благодаря снимкам с «Вояджеров»: «Вояджер-1» приблизился к спутнику в марте 1979 года на 732 тыс. км, а «Вояджер-2» — в июле того же года на расстояние всего 190 тыс. км. Они передали качественные снимки поверхности, благодаря которым стало известно, что Европа покрыта льдом:

Фото крупным планом поверхности спутника Юпитера Европы, снятое «Вояджером-2» с расстояния 246 000 км. Источник: ©NASA/JPL

Однако еще два десятилетия оставалось неизвестным, есть ли подо льдом вода, или же Европа представляет собой нечто вроде снежка с каменным ядром внутри. Ответить на этот вопрос помогла следующая миссия к Юпитеру и его спутникам – «Галилео».

В 1998 году зонд обнаружил у Европы магнитное поле, а повторные замеры в январе 2000 года подтвердили: поле есть, и оно индуцировано Юпитером.

Что значит – индуцировано? Это легче всего представить на примере металлоискателя, что стоит в аэропорту: когда вы проходите через рамку, металлоискатель генерирует высокочастотную магнитную волну. Если в вашем кармане есть ключи, под воздействием этой волны в них возникнут собственные вихревые токи, которые, в свою очередь создают свое небольшое магнитное поле. То, что вызывает металлоискатель, и есть индуцирование магнитного поля».

Как же это может работать с Юпитером? Когда Европа движется через магнитное поле газового гиганта, ток проходит через какой-то подповерхностный проводник на «луне», и вокруг спутника создается миниатюрное магнитное поле, направленное против юпитерианского. Его-то и уловил сторонний «металлоискатель» — магнитометр аппарата «Галилео».

Значит, внутри юпитерианской луны есть проводник, в роли которого может выступать только соленый океан: ведь вода и лед плохо проводят электричество, так как содержат мало подвижных заряженных частиц, а если добавить соль, картина меняется – соль разделяется на отрицательно и положительно заряженные ионы, чувствительные к магнитному полю.

Впервые в истории человечества ученые получили доказательства наличия на другом космическом теле жидкой воды, скрывающейся под ледяным покровом.

Европа относится с планетам земной группы, имеет внутри, вероятнее всего, железное ядро и состоит из силикатных пород:

Толщина ледяного покрова составляет от 80 до 170 км. Под ним находится соленый океан, глубина которого оценивается в 60 – 150 км. Если эти предположения верны, то на «ледяном» спутнике Юпитера воды больше, чем на Земле. Хотя и температура поверхности спутника весьма низкая – от минус 160°С на экваторе до минус 220°С на полюсах, воду в жидком виде может поддерживать тепло, исходящее из недр Европы, разогретых приливными силами газового гиганта. А в океане может существовать жизнь.

Правда, на спутнике чрезвычайно высок уровень радиации: всего за один день человек, высадившийся в этом мире, «схватил» бы смертельную дозу излучения. Однако подо льдом толщиной в десятки километров существование организмов не исключено – по этой причине интерес ученых к Европе весьма высок.

Возможно, в океане Европы есть жизнь. Есть предположения, что даже — многоклеточная.

«Галилео» также передал довольно подробные симки поверхности Европы, на которых видно многочисленные разломы и трещины:

Считают, что это – действие приливных сил Юпитера. Европа движется вокруг гигантской планеты по слегка вытянутой орбите и, когда она подходит ближе к Юпитеру, то растягивается, как резинка, и океан поднимается на высоту около 30 метров. Это примерно столько же, сколько было у цунами в Индийском океане в 2004 году, только происходит на теле, которое по размерам составляет одну четвертую от диаметра Земли. Когда Европа уходит дальше от Юпитера, она обратно стягивается в форму шара. В результате этих процессов образуются трещины.

Красноватый цвет пятен на снимках позволяет предположить наличие соединений железа и серы. По-видимому, они содержатся в океане Европы и исторгаются на поверхность через расщелины, после чего застывают:

Спектральный анализ темный линий и пятен показал наличие солей – в частности, сульфата магния:

Анализ снимков Европы с «Галилео». Источник: NASA.

А это – одно из последних фото Европы с аппарата «Юнона» (Juno), основной миссией которого является изучение Юпитера:

Поверхность Европы – одна из самых ровных в Солнечной системе. Лишь немногие образования, напоминающие холмы, имеют высоту до нескольких сотен метров. На спутнике мало ударных кратеров, что свидетельствует о геологической молодости его поверхности (вследствие высокой изменчивости, что и следует ожидать от льда) и множество гладких равнин.

Десять лет назад научный мир всполошило открытие: на Европе были обнаружены водяные гейзеры, выбрасывающие струи воды и пара на огромную высоту.

Их существование ученые предполагали еще во время исследований «Галилео», но всерьез о них заговорили лишь в декабре 2012 года, когда группа ученых во главе с Иоахимом Зауром из Кёльнского университета наблюдала Европу на космическом телескопе «Хаббл» в ультрафиолетовом диапазоне и фиксировала в течение 17 ночей необычайно большое количество водяного пара над одной из точек южного полушария. Из-за низких температур на Европе, где невозможно испарение воды, такое явление можно объяснить только наличием гейзера. Его высоту оценили в 120 миль (!), и он был таким мощным, что мог бы наполнить олимпийский бассейн в течение нескольких секунд.

Новость была встречена с большим волнением – ведь это означает, что для исследования океана Европы не придется бурить её поверхность: такая работа стоила бы невероятно дорого и растянулась бы на много лет. Но если гейзеры существуют, то для получения ответов на многие вопросы достаточно будет взять образцы выбрасываемой воды.

После – в 2014 и 2016 годах — «Хаббл» заснял шлейфы гейзеров на этом спутнике Юпитера в одном и том же месте:

Шлейф 2014 года возвышался на 48,3 километра над поверхностью, а шлейф 2016 года — на 99,7 километра.

Как ученые определили, что извергается именно вода? С помощью спектрографа: молекулы воды излучают определенные частоты инфракрасного спектра, поскольку они взаимодействуют с солнечным светом.

Наблюдения за Европой и поиск новых водяных выбросов продолжаются. Пока ученым не удалось непосредственно сфотографировать гейзеры на спутнике, но они надеются сделать это в самом ближайшем будущем: уже начал работу новый космический телескоп «Джеймс Уэбб», а в октябре 2024 года запланирован старт миссии Europa Clipper. Аппарат достигнет орбиты Юпитера в апреле 2030 года и приступит к изучению Европы, чтобы установить, действительно ли на ледяном спутнике Юпитера есть условия, подходящие для зарождения и поддержания жизни. Europa Clipper будет делать снимки высокого разрешения, определять состав поверхности Европы, измерять толщину ледяной коры, искать признаки недавней или продолжающейся геологической активности, подповерхностные озера и определять глубину и соленость океана.

Будут ли обнаружены в океане Европы живые организмы или он окажется мертвым? Мы вполне можем узнать об этом совсем скоро. Может быть, нам доведется стать свидетелями грандиозного события в истории: обнаружения внеземной жизни.