Космический аппарат «Юнона» измерил толщину льда на Европе

Под ледяным панцирем Европы, спутника Юпитера, скрывается один из самых интригующих миров нашей Солнечной системы — глобальный соленый океан, потенциально пригодный для жизни. На протяжении десятилетий ученые строили гипотезы о толщине этой ледяной оболочки, разделяющей поверхность и подледные воды.

Благодаря расширенной миссии космического аппарата НАСА «Юнона» (Juno), изначально предназначенного для изучения самого Юпитера, эта завеса тайны наконец приоткрылась. Неожиданно став инструментом для исследования спутников, «Юнона» совершила исторический близкий пролет мимо Европы в 2022 году и провела беспрецедентные измерения, дав первые прямые данные о строении ее ледяной коры. Эти результаты не только разрешили давний научный спор, но и задали новый критически важный контекст для будущих миссий, которые отправятся искать признаки жизни в этом далеком океане.

Ключевым достижением стало измерение толщины ледяной оболочки с помощью микроволнового радиометра (MWR) «Юноны». Пролет на расстоянии около 360 километров от поверхности позволил прибору «заглянуть» под лед и определить, что в исследованном районе его толщина составляет примерно 29 километров. Это значение относится к холодному и жесткому внешнему слою. Важно, что оно стало первым прямым доказательством в пользу модели «толстой» ледяной коры, положив конец теоретическим предположениям, которые варьировались от сотен метров до десятков километров.

Ученые отмечают, что если под этим слоем существует более теплый конвективный лед или если в нем есть примеси солей, общая эффективная толщина может немного меняться, но порядок величин подтвержден. Такая толстая оболочка означает, что путь для потенциального обмена веществами между поверхностью, богатой, как предполагается, кислородом, и подледным океаном оказывается длинным и сложным.

Не менее интересным открытием стало изучение самой структуры приповерхностного льда. Данные MWR выявили наличие многочисленных неоднородностей — так называемых «рассеивателей». Ими, вероятно, являются трещины, поры и полости размером в несколько сантиметров, пронизывающие верхние сотни метров ледяного щита.

Хотя эти особенности делают лед Европы похожим на пористый, они, согласно моделированию, не образуют сквозных каналов, которые могли бы служить эффективным «лифтом» для переноса химических элементов и питательных веществ вглубь. Таким образом, несмотря на кажущуюся активность и фрагментарность поверхности Европы, ее верхний слой представляет собой скорее жесткую и относительно изолирующую прослойку.

Эти открытия имеют фундаментальное значение для астробиологии и планирования будущих исследований. Полученные «Юноной» данные предоставляют бесценные входные параметры для миссий следующего поколения — NASA Europa Clipper и ESA JUICE, которые прибудут в систему Юпитера в самом начале 2030-х годов (2030 и 2031 соответственно). Знание толщины и структуры льда поможет точнее настроить их радары и научные инструменты для поиска потенциальных участков с более тонким льдом или разломами, а также для оценки общей геофизической и геохимической активности спутника.

Каждый новый фрагмент информации о ледяном панцире Европы приближает человечество к ответу на один из самых волнующих вопросов: может ли в темных глубинах этого далекого мира, под десятками километров льда, существовать жизнь. Новая оценка толщины льда была опубликована в журнале Nature Astronomy.

«Юнона», продолжившая свою работу на орбите Юпитера, доказала, что миссии, перешагнувшие свои первоначальные цели, способны совершать новые открытия, добывая бесценные знания о планетах-гигантах и их загадочных спутниках. 25 февраля космический аппарат «Юнона» совершит свой 81-й пролет мимо Юпитера.