Американские ученые из Юго-Западного исследовательского института (SWRI) и других научных центров с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружили необычные процессы на Европе, спутнике Юпитера. Исследование показало, что подледный океан активно выталкивает свежий лед на поверхность, постоянно обновляя ее. Результаты опубликованы на сайте SWRI.

Кристаллический лед вопреки радиации

Команда ученых ожидала, что лед на Европе, подвергающейся мощной радиационной бомбардировке в магнитном поле Юпитера, будет исключительно аморфным — хаотичной структурой, лишенной кристаллической решетки. Однако данные JWST выявили участки с кристаллическим льдом, что указывает на недавнее поступление материала из недр спутника.

«Наличие кристаллического льда на поверхности Европы — это сюрприз. Радиация должна разрушать его структуру за считанные дни», — отметил ведущий автор исследования Саманта Трилло из SWRI.

Кристаллический лед сохраняется лишь около 15 дней, после чего превращается в аморфный под воздействием заряженных частиц. Это означает, что поверхность обновляется с высокой скоростью.

Загадочная химия региона Тара

Особое внимание ученые уделили региону Тара — области с хаотичным рельефом, известной своей геологической активностью. Спектральный анализ выявил:

  • Кристаллический лед.
  • Хлорид натрия (поваренная соль).
  • Перекись водорода (H₂O₂).
  • Углекислый газ (CO₂).

«Химия Тара невероятно странная и интригующая. Это как лаборатория под открытым небом», — подчеркнул соавтор Ричард Картрайт из Университета Джонса Хопкинса.

Соль и перекись водорода могут поступать из подледного океана, что делает Тара ключевым объектом для изучения состава глубин Европы. CO₂, вероятно, имеет эндогенное происхождение, связанное с вулканической активностью или гидротермальными процессами.

Как океан обновляет поверхность?

Ученые выделили два механизма, объясняющих обновление поверхности:

  1. Ледяные дымоходы: Теплая вода из океана поднимается через трещины в ледяной коре толщиной около 30 км, выталкивая свежий материал. На поверхности вода мгновенно замерзает, образуя кристаллический лед.
  2. Гейзерные выбросы: Подобно струям на спутнике Сатурна Энцеладе, гейзеры на Европе выбрасывают водяной пар и жидкость, которые оседают в виде льда.

Подогрев океана обеспечивается:

  • Приливными силами: Гравитационное взаимодействие с Юпитером вызывает деформацию недр, выделяя тепло.
  • Радиоактивным распадом: Элементы в ядре Европы генерируют дополнительную энергию.

Эти процессы поддерживают жидкий океан объемом в 2–3 раза больше, чем все земные моря, под корой толщиной 15–30 км.

Значение для науки

Открытие укрепляет гипотезу о существовании подледного океана, который считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Состав поверхности Тара, включая соль и органические соединения, намекает на химическую активность, схожую с земными гидротермальными источниками.

«Европа — это динамичный мир, где океан взаимодействует с поверхностью. Это делает ее приоритетной целью для будущих миссий», — отметила Трилло.

Однако радиация Юпитера (до 5,4 Зв/день) усложняет исследования, разрушая молекулы и создавая окислители, такие как H₂O₂. Это также влияет на потенциальную обитаемость, требуя защиты для микробов, если они существуют.

Будущие исследования

Данные JWST дополняют предыдущие наблюдения зондов Galileo и Voyager, но для подтверждения гипотез нужны новые миссии:

  • Europa Clipper (NASA): Запуск в октябре 2024 года, прибытие к Юпитеру в 2030 году. Зонд изучит состав льда, океана и геологическую активность.
  • JUICE (ESA): Запуск в 2023 году, прибытие в 2029 году. Миссия сосредоточится на Европе, Ганимеде и Каллисто.

Эти миссии помогут уточнить, есть ли в океане Европы биомаркеры, такие как аминокислоты, и насколько активны гейзеры.

Заключение

Обнаружение кристаллического льда и необычной химии на Европе меняет представление о ледяных лунах. Подледный океан, обновляющий поверхность через «дымоходы» и гейзеры, делает спутник одним из самых активных миров Солнечной системы. Регион Тара стал «окном» в недра Европы, намекая на сложные процессы, которые могут поддерживать жизнь. Будущие миссии раскроют, скрывает ли этот ледяной мир тайны внеземной биологии, но уже сейчас Европа подтверждает свою уникальность.