На прошлой неделе, во вторник, 20 сентября, НАСА объявило, что они сделали некоторые интересные выводы о ледяной луне Юпитера Европа. Они были основаны на изображениях, полученных космическим телескопом Хаббла, подробности которых будут опубликованы на следующей неделе. Излишне говорить, что с тех пор научное сообщество и широкая общественность ждали, затаив дыхание.
Ранее, 26 сентября, НАСА положило конец ожиданиям и объявило результаты Хаббла во время конференции NASA Live. По данным группы НАСА, в состав которой входили члены исследовательской группы, эта последняя миссия по наблюдению за Европой выявила свидетельства скоплений соленой воды, исходящих с поверхности Европы. Если это правда, это будет означать, что подземный океан Луны будет более доступным, чем считалось ранее.
Используя инструмент космического телескопа (STIS) Хаббла, группа проводила наблюдения Юпитера и Европы в ультрафиолетовом спектре в течение 15 месяцев. За это время Европа проходила перед Юпитером (оккультным газовым гигантом) в 10 отдельных случаях.
И в трех из этих случаев команда увидела то, что, казалось, было струйками воды, вырывающейся с поверхности. По оценкам, эти шлейфы достигли до 200 км (125 миль) от южного региона Европы, прежде чем (предположительно) выпадать обратно на поверхность, откладывая водяные льды и материалы изнутри.
Цель наблюдения состояла в том, чтобы изучить возможную расширенную атмосферу Европы (также известную как экзосфера). Метод, который использовала команда, был похож на тот, который использовался для обнаружения атмосферы вокруг планет вне Солнца. Как объяснил в пресс-релизе НАСА Уильям Спаркс из Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе (и руководитель группы):
«Атмосфера внесолнечной планеты блокирует часть звездного света, которая находится за ней. Если вокруг Европы есть тонкая атмосфера, она может блокировать часть света Юпитера, и мы могли бы видеть это как силуэт. И поэтому мы искали абсорбционные особенности вокруг конечности Европы, когда она проходила через гладкое лицо Юпитера ».
Когда они смотрели на Европу, используя ту же технику, они заметили, что небольшие пятна на поверхности были темными, что указывает на поглощение ультрафиолета. Это соответствовало предыдущей работе, проделанной Лоренцем Ротом (из Юго-западного научно-исследовательского института) и его группой исследователей в 2012 году. В это время они обнаружили признаки водяного пара, поступающего из южной полярной области Европы.
Как они указали в документе, детализирующем их результаты - под названием «Переходный водяной пар на южном полюсе Европы» - команда Рота также опиралась на ультрафиолетовые наблюдения, сделанные с помощью телескопа Хаббла. Отметив статистически совпадающее количество выбросов водорода и кислорода, они пришли к выводу, что это было результатом выброса водяного пара из-за излучения Юпитера (процесс, известный как радиолиз).
Хотя их методы различались, Спаркс и его исследовательская группа также нашли доказательства этих явных водяных перьев, и в том же месте не меньше. Основываясь на последней информации из STIS, большинство видимых шлейфов расположены в южной полярной области Луны, в то время как другой, кажется, находится в экваториальной области.
«Когда мы рассчитываем совершенно другим способом количество материала, которое потребуется для создания этих абсорбционных функций, это очень похоже на то, что нашли Рот и его команда», - сказал Спаркс. «Оценки для массы схожи, оценки для высоты плюмов похожи. Широта двух кандидатов в шлейфы, которые мы видим, соответствует их более ранней работе ».
Другой интересный вывод, который можно сделать из этого и исследования 2012 года, - это вероятность того, что эти водяные потоки будут прерывистыми. По сути, Европа - это мир, полностью замкнутый на части, что означает, что одна и та же сторона всегда представляется нам, когда она проходит через Юпитер. Это происходит раз в 3,5 дня, что дает астрономам и планетологам множество возможностей для просмотра.
Но тот факт, что шлейфы наблюдались в некоторых точках, а не в других, может показаться, что они являются периодическими. Кроме того, команда Рота попыталась обнаружить один из шлейфов, который наблюдал Спаркс и его коллеги через неделю после того, как они сообщили об этом. Тем не менее, они не смогли найти этот предполагаемый источник воды. Таким образом, может показаться, что шлейфы, если они существуют, недолговечны.
Эти выводы чрезвычайно важны по двум причинам. С одной стороны, они являются еще одним доказательством того, что теплый соленый океан существует под ледяной поверхностью Европы. С другой стороны, они указывают на то, что любая будущая миссия в Европу сможет легче добраться до этого соленого океана.
С тех пор как Галилео Корабль совершил облет луны Юпитера. Ученые полагают, что под ледяной поверхностью Европы находится внутренний океан, в котором в два-три раза больше воды, чем во всех океанах Земли вместе взятых. Однако оценки толщины льда варьируются от 10 до 30 км (6–19 миль) - с пластичным слоем «теплого льда», который увеличивает его общую толщину до 100 км (60 миль).
Знание воды, периодически достигающей поверхности через трещины во льду, будет означать, что любой будущей миссии (которая, вероятно, будет включать подводную лодку) не придется бурить так глубоко. И, учитывая, что внутренний океан Европы считается одним из лучших вариантов для поиска внеземной жизни, знание того, что океан доступен, - это, безусловно, захватывающая новость.
И эта новость, безусловно, вызывает свою справедливую долю волнения у людей, которые в настоящее время разрабатывают предлагаемую НАСА «Миссию в Европу», которую планируется запустить где-то в 2020-х годах. Как д-р Синтия Б. Филлипс, штатный научный сотрудник и руководитель отдела научных коммуникаций проекта Europa, сообщила журналу Space по электронной почте:
«Это новое открытие, использующее данные космического телескопа Хаббла, является интригующей точкой данных, которая помогает поддержать идею о том, что сегодня на Европе есть активные перья. Хотя это и не абсолютное подтверждение, новые Sparks et al. результат, в сочетании с предыдущими наблюдениями Roth et al. (также с использованием HST, но с другой техникой), согласуется с наличием прерывистых шлейфов, выбрасывающих водяной пар из южного полушария Европы. Однако такие наблюдения трудно выполнить с Земли, даже с Хабблом, и поэтому эти результаты остаются неубедительными.
«Для подтверждения наличия или отсутствия плюмов на Европе, а также для изучения многих других загадок этого ледяного океанского мира потребуется специальный космический аппарат в системе Юпитера. В настоящее время НАСА планирует отправить в Европу многоходовой космический корабль, который в ближайшие десять лет совершит много близких проходов по Европе. Мощный набор научных приборов космического корабля сможет изучать поверхность и недра Европы в беспрецедентных деталях, а если шлейфы существуют, он сможет наблюдать их непосредственно и даже потенциально измерить их состав. Однако пока космический аппарат "Европа" не будет на месте, наземные наблюдения, такие как результаты нового космического телескопа Хаббла, будут оставаться нашей лучшей техникой для наблюдения таинственной луны Юпитера ».
Естественно, Спаркс было ясно, что эта последняя информация не была полностью убедительной. Хотя он считает, что результаты были статистически значимыми, и что в данных не было никаких признаков артефактов, он также подчеркнул, что наблюдения, проводимые в ультрафиолетовой области, являются сложными. Следовательно, требуется больше доказательств, прежде чем что-либо можно будет сказать окончательно.
Есть надежда, что в будущем наблюдения помогут подтвердить существование водяных перьев и то, как они могли бы помочь создать «хаосную местность» Европы. Будущие миссии, такие как космический телескоп НАСА Джеймса Вебба (запуск которого запланирован на 2018 год), могут помочь подтвердить активность шлейфа, наблюдая за Луной в инфракрасном диапазоне.
Как сказал Пол Херц, директор отдела астрофизики в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне:
«Уникальные возможности Хаббла позволили ему уловить эти шлейфы, еще раз продемонстрировав способность Хаббла делать наблюдения, которые он никогда не создавал. Это наблюдение открывает целый мир возможностей, и мы с нетерпением ждем будущих миссий - таких как космический телескоп Джеймса Вебба - для продолжения этого захватывающего открытия ».
Среди других членов команды - Бритни Шмидт, доцент Школы наук о Земле и атмосфере в Технологическом институте Джорджии в Атланте; и Дженнифер Уайзман, старший научный сотрудник проекта Хаббл в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Их работы будут опубликованы в выпуске 29 сентября Астрофизический Журнал.
И обязательно насладитесь этим видео НАСА об этой захватывающей находке:
