То, что давно подозревалось, теперь подтвердилось: на луне Юпитера в Европе есть вода. Поскольку в последние годы мы узнали больше о внешней Солнечной системе, Европа стала приоритетной задачей в поисках жизни. Этим открытием НАСА только что нарисовало большой красный глаз быка на самой маленькой галилейской луне Юпитера.
«Хотя ученые еще не обнаружили жидкую воду напрямую, мы нашли следующую лучшую вещь: вода в форме пара».
Лукас Паганини, научный сотрудник НАСА, ведущий научный сотрудник.
До этого открытия ученые уже имели некоторые доказательства того, что Европа имеет потенциал для укрытия жизни. Луна имеет самую гладкую поверхность любого объекта в Солнечной системе, что привело ученых к гипотезе о том, что у нее есть жидкая вода в подповерхностном океане, удерживаемая выше точки замерзания благодаря приливному изгибу Юпитера. Это приливное изгибание не только удерживает воду в жидкой форме, но и создает движение ледяной плиты, подобное тектоническим плитам на Земле, согласно гипотезе.
Больше доказательств пришло от изучения коричневых пятен на поверхности Европы. Ученые предположили, что это химические вещества из подповерхностного океана, которые пробились на поверхность. Это показывает, что морское дно может взаимодействовать с поверхностью, что важно при рассмотрении вопроса обитаемости.
Обнаружение жидких шлейфов подняло волнение по поводу потенциальной обитаемости Европы.
В 2012 году Хаббл снял изображение Европы, показывающее то, что многие интерпретировали как шлейф водяного пара, выходящего из трещины на замерзшей поверхности и высотой около 200 км (120 миль). (Для сравнения, высота горы Эверест составляет всего 8,8 км.) В 2016 году Хаббл получил больше свидетельств, предлагающих плюмы.
Космический корабль НАСА "Галилео" обнаружил возмущения в магнитном поле Юпитера вблизи Европы во время этого космического корабля на Юпитере, с 1995 по 2003 год. Ученые связывают эти возмущения с соленым океаном, который может существовать под замерзшей поверхностью Луны, поскольку соленый океан может проводить электричество.
Кроме того, космический аппарат Galileo приблизился к поверхности Европы в 1997 году на 206 км (128 миль), и некоторые исследователи предполагают, что он действительно пролетел сквозь шлейф.
Но во всех этих данных не было окончательного открытия воды. Теперь это изменилось.
«Эта первая прямая идентификация водяного пара на Европе является критическим подтверждением наших первоначальных обнаружений атомных видов…»
Лоренц Рот, астроном и физик, Королевский технологический институт KTH в Стокгольме, соавтор.
Команда ученых во главе с Лукасом Паганини, ученым-планетологом НАСА, опубликовала статью, в которой сообщалось об открытии воды в Европе. Документ озаглавлен «Измерение водяного пара в условиях покоя на Европе». Он опубликован 18 ноября в журнале Nature.
В пресс-релизе Паганини сказал: «Необходимые химические элементы (углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера) и источники энергии, два из трех требований к жизни, встречаются по всей солнечной системе. Но третье - жидкая вода - довольно трудно найти за пределами Земли. Хотя ученые еще не обнаружили жидкую воду напрямую, мы нашли следующую лучшую вещь: вода в форме пара ».
Паганини и другие ученые сказали, что обнаружили достаточно воды, чтобы за считанные минуты заполнить бассейн олимпийского размера; около 2360 кг / с (5202 фунт / с). Они также сообщают, что вода появляется редко. «Для меня интересной особенностью этой работы является не только первое прямое обнаружение воды над Европой, но и ее отсутствие в рамках нашего метода обнаружения».
Результаты вытекают из наблюдения времени с W.M. Обсерватория Кека на Гавайях. За 17 ночей наблюдений в 2016 и 2017 годах команда обнаружила слабый отчетливый сигнал водяного пара только один раз. Пар был обнаружен в ведущем полушарии Европы, когда он вращается вокруг Юпитера. (Европа примыкает к Юпитеру так же, как Луна к Земле.)
Вода излучает инфракрасный свет определенных частот, когда взаимодействует с солнечным излучением. Используя спектрограф на телескопе Keck, ученые измерили химический состав в ведущем полушарии Европы.
«Эта первая прямая идентификация водяного пара на Европе является критическим подтверждением наших первоначальных обнаружений атомных видов, и она подчеркивает кажущуюся редкость больших шлейфов в этом ледяном мире», - сказал Лоренц Рот, астроном и физик из Королевского института KTH. Технологии в Стокгольме, который возглавлял исследование Хаббла в 2013 году и был соавтором этого недавнего исследования.
Рот имеет в виду обнаружение компонентов, из которых состоит вода, найденных над Европой. Хотя это интригует, это не то же самое, что открывать для себя воду. Чтобы найти воду, команде пришлось использовать наземную обсерваторию Кека и ее спектрограф, поскольку ни один из существующих космических аппаратов не способен обнаруживать воду.
Определить, что это вода, а не только ее составляющие, нелегко, особенно с Земли. Команда, стоящая за этим исследованием, должна была бороться с водой в атмосфере Земли, и для этого они полагались на сложное математическое моделирование и компьютерное моделирование.
Команда уверена в своих результатах, даже при том, что они признают, что миссия в Европу необходима, чтобы действительно понять луну.
«Мы провели тщательные проверки безопасности, чтобы удалить возможные загрязнения в наземных наблюдениях», - сказал Ави Манделл, ученый-планетарий Годдарда из команды Паганини. «Но, в конце концов, нам нужно приблизиться к Европе, чтобы увидеть, что на самом деле происходит».
Надеемся, что ученым - и остальным - нам не придется слишком долго ждать, чтобы получить более четкие ответы на многие вопросы Европы. Europa Clipper был переведен на финальную стадию проектирования в августе 2019 года и должен быть запущен где-то в середине 2020-х годов. Он будет нести целый набор инструментов, чтобы исследовать загадки Европы. Наиболее захватывающим может быть его проникающий в землю радар. Он может видеть сквозь лед и раз и навсегда подтвердить существование подземного океана.
Как будто орбитального корабля недостаточно, говорят о посадочном аппарате Европы.
В 2019 году Конгресс выделил НАСА 195 миллионов долларов на разработку посадочного аппарата в рамках миссии Clipper. НАСА никогда не запрашивало эти деньги, вероятно, отчасти потому, что поверхность Европы представляет собой сложную среду для посадки. Возможно, Конгресс знает, что приземления привлекают огромное количество общественного интереса.
Конечно, проблематично не только поверхностное окружение Европы. Излучение вокруг Юпитера является экстремальным, и для того, чтобы добиться успеха, Europa Clipper должен будет следовать широким эллиптическим орбитам, приближаясь к Европе только на периоды времени, прежде чем отступить к безопасности. Вот как космический корабль НАСА Юнона борется с излучением Юпитера.
Но даже в этом случае Clipper сможет напрямую отображать любые перья и даже пробовать их с помощью своих масс-спектрометров. Он также сможет исследовать поверхность более подробно, чем когда-либо прежде.
Мы должны быть терпеливыми, хотя. Юноне потребовалось пять лет, чтобы достичь Юпитера. Если миссия Europa Clipper откроется в середине 2020-х годов, мы не получим никаких научных результатов до 2030 года или позже.
Больше:
- Пресс-релиз: Ученые НАСА подтверждают водяной пар на Европе
- Научно-исследовательская работа: измерение водяного пара в условиях покоя на Европе
- Космический журнал. Изучение ледяных лун Юпитера. Europa Clipper НАСА и СОКА ЕКА
