Излучение Юпитера заставляет Европу светиться
Когда ледяной, заполненный океаном спутник Европа вращается вокруг Юпитера, он подвергается непрекращающимся ударам радиации. Юпитер днем и ночью наполняет поверхность Европы электронами и другими частицами, окутывая ее высокоэнергетическим излучением. Но поскольку эти частицы ударяют по поверхности Европы, они также заставляют Европу светиться в темноте.
Новое исследование, проведенное учеными из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, впервые подробно описывает, как будет выглядеть свечение и что оно может раскрыть о составе льда на поверхности Европы.
Различные солевые соединения по-разному реагируют на излучение и излучают свой неповторимый блеск. При наблюдении невооруженным глазом это свечение будет казаться иногда слегка зеленым, иногда слегка голубым или белым и с разной степенью яркости, в зависимости от материала.
Ученые используют спектрометры, чтобы разделить свет на длины волн и связать отдельные «сигнатуры» или спектры с разными составами льда. Большинство наблюдений с использованием спектрометров на таком спутнике, как Европа, производятся с использованием отраженного солнечного света на дневной стороне Луны, но новые результаты показывают, как Европа будет выглядеть в темноте.
«Мы смогли предсказать, что ночное сияние льда может предоставить дополнительную информацию о составе поверхности Европы. То, как этот состав меняется, оно может дать нам ключ к пониманию того, есть ли в Европе условия, подходящие для жизни», — сказал Мурти Гудипати из JPL, ведущий автор работы.
Это возможно потому, что на Европе находится огромный внутренний подледный океан, который может просачиваться на поверхность через толстую ледяную кору. Анализируя поверхность, ученые могут больше узнать о том, что находится под ней.
На основании предыдущих наблюдений ученые пришли к выводу, что поверхность Европы может состоять из смеси льда и общеизвестных на Земле солей, таких как сульфат магния и хлорид натрия (поваренная соль). Новое исследование показывает, что включение этих солей в водяной лед в условиях Европы и облучение его радиацией дает свечение.
Планируемая к запуску в середине 2020-х годов, предстоящая флагманская миссия НАСА Europa Clipper будет наблюдать поверхность спутника во время нескольких облетов. Ученые миссии изучают выводы исследования, чтобы оценить, можно ли обнаружить свечение с помощью научных инструментов космического аппарата.
Возможно, что информация, собранная космическим зондом, может быть сопоставлена с измерениями в новом исследовании, чтобы идентифицировать соленые компоненты на поверхности Европы или уточнить то, чем они могут быть.
Хотя Europa Clipper не является миссией по обнаружению жизни, она проведет детальную разведку Европы и выяснит, может ли ледяная луна с ее подводным океаном поддерживать жизнь. Понимание пригодности Европы для жизни поможет ученым лучше понять, как развивалась жизнь на Земле, и понять потенциал для поиска жизни за пределами нашей планеты.
Laboratory predictions for the night-side surface ice glow of Europa, Nature Astronomy (2020). DOI: 10.1038/s41550-020-01248-1 , www.nature.com/articles/s41550-020-01248-1