Ако бъдат потвърдени, изригванията на този леден спътник на Юпитер могат да предложат нови пътища за изследване на океана, който се намира под повърхността му.

перки

Астрономите, използващи космическия телескоп "Хъбъл", откриха нови доказателства, че океан под повърхността на Европа, ледената луна на Юпитер, може да излъчва периодично потоци водна пара в космическото пространство, съобщиха учените на пресконференция в НАСА в понеделник. Откритието предполага, че океанът на Европа, за който се смята, че е погребан под около 100 километра лед, може да крие живот - и да бъде по-достъпен за любопитни астробиолози - отколкото се смяташе преди. Резултатите ще бъдат представени в следващия брой на The Astrophysical Journal.

„Ако има струи, които се появяват от Европа, това е важно“, казва ръководителят на изследването Уилям Спаркс, астроном от Научния институт за космически телескоп в Балтимор, Мериленд. "Защото това означава, че бихме могли да изследваме този океан за органична химия или дори за признаци на живот, без да се налага да пробиваме неизвестен брой мили лед." Парите от пара също предполагат, че може да има мощен източник на енергия, скрит в Европа, който да бъде използван от живите същества.

Използвайки спектрографа за изображения на космическия телескоп Хъбъл (STIS), Спаркс и неговият екип наблюдават Европа 10 пъти, когато тя пресича лицето на Юпитер между края на 2013 г. и началото на 2015 г. Поглеждайки в ултравиолетова светлина, тъй като ледената повърхност на Европа изглежда много тъмна, те търсеше сенки от струите пара на фона на подсветката на ярките, меки облачни пейзажи на Юпитер. Болезненият анализ и обработката на изображения три пъти показаха, че изглежда ултравиолетови сенки, издигащи се над южния край на хоризонта на Европа. Смята се, че ако са струи пара, те могат да съдържат няколко милиона килограма материал и да се простират на около 200 километра над повърхността на Европа.

Това не е първият път, когато учените наблюдават шлейфове в Европа. Екип от изследователи, ръководен от Лоренц Рот, астроном, сега в Кралския технологичен институт в Стокхолм, наблюдава, че се смята, че е единичен шлейф с подобен размер, разположен на същото място през 2012 г. Тези резултати, публикувани в Science през 2013 г. те също се основават на измервания, направени от STIS инструмента на Хъбъл. Но вместо да зърнат сенки, констатациите регистрират ултравиолетови емисии близо до южния полюс на Европа на това, което би могло да бъде водород и кислород - точно това, което ще произведе струя водна пара, когато атомните й елементи се разпаднат, докато се бомбардират.

По-късно обаче предполагаемите шлейфове, наблюдавани от екипа на Рот, изчезват и те не се появяват в архивните данни или в нито едно от търсенията, извършени от други телескопи - досега. Някои вярваха, че може би шлейфовете се появяват едва когато Европа достигне най-отдалечения ръб на орбитата си, където колективните гравитационни сили на Юпитер и другите му луни могат да се задействат, генерирайки „прилив на затопляне“ вътре в Европа, отваряне на пукнатини и топене на лед за изхвърляне вода в космоса. Или може би това е еднократно събитие, произведено от неоткрит астероид или комета, което е ударило повърхността на Европа. Някои скептици предположиха, че учените са „гладни за шлейфове“ и са се поддали на парейдолия, тенденцията на човешкия ум да намира модели в хаос и да проектира значението на безсмислен шум.

С новите открития на екипа на Sparks хипотезата за "затоплящия прилив" губи пара, тъй като не изглежда, че възможните наблюдавани плюмове се появяват, когато приливното затопляне на Европа трябва да бъде най-силно. Това означава, че ако има струи пара, засега им липсва очевиден източник на топлина, за да се отчетат наблюдаваните размери и тяхната мистериозна прекъсваемост. По подобен начин, тъй като екипът на Sparks е наблюдавал периодично периодично, идеята, че това е „еднократно събитие“, също отслабва. Докато тези хипотези са изтласкани в канавката, по-широката идея, че шлейфовете са илюзия, остава твърдо обсъждана. И двете откривания са гранично статистически значими и идват от един и същ инструмент в един и същ телескоп - което несъмнено е най-широко използваното и най-дълбоко разбраното от всички обсерватории в историята.

„Този ​​има същия шанс да бъде реален като предишните открития“, казва Бритни Шмид, планетарен учен от Технологичния институт в Джорджия, който не е участвал в изследването. „И двата резултата показаха статистически значими сигнали и на сходно ниво, така че съм доста неутрален. Мисля, че трябва да очакваме да има колони с пара или нещо подобно. Но не съм сигурен дали тези открития са достатъчно чувствителни, за да сложат край на съмненията веднъж завинаги. ".

Спаркс признава, че резултатите на отбора му остават разочароващо неясни. "Тези наблюдения са на ръба на това, което Хъбъл може да направи", казва той. „Не знаем за друга инструментална причина, която може да причини тези събития, и те са статистически значими, но оставаме предпазливи. Ние не се преструваме, че сме демонстрирали съществуването на шлейфове, а по-скоро сме предоставили доказателства, които показват, че подобна дейност може да се проявява ".

Тази предпазна мярка е оправдана, като се има предвид, че наличието (или отсъствието) на шлейфове в Европа би могло да промени дълбоко бъдещето на междупланетните проучвания, като пренасочи милиарди долари финансиране към нови изследователски мисии. Европа, която е приблизително с размерите на луната на Земята, несъмнено притежава океан, предвид огромното количество доказателства, събрани от различни космически кораби и телескопи в продължение на десетилетия. Някои модели изчисляват, че тя може да е 10 пъти по-дълбока и три пъти по-обемна от земния океан и че вероятно е запазила своето течно състояние в продължение на милиарди години.

Тези характеристики правят луната на Сатурн Енцелад много по-различна - другият свят с океан, способен да произвежда шлейфове, за които знаем, че съществуват в космическото пространство - за първи път е наблюдавано изхвърлянето на водни пари от южния му полюс през 2004 г. от орбита на Касини. Проучванията на плюма на Касини са дали поразителни резултати, включително непряко откриване на хидротермални отвори на скритото морско дъно на Луната. И все пак Енцелад е шест пъти по-малък от Европа, два пъти по-далеч от Земята, и може да има много по-малък подземен резервоар, който може да бъде просто малък временен резервоар с вода, произведен след топене от приливно затопляне, причинено от Сатурн. В крайна сметка повечето астробиолози вероятно биха предпочели да изучават Европа, особено ако не им се налага първо да пробият покрив от дебел лед.

Все пак няма гаранция, че шлейфовете на Европа, ако бъдат потвърдени, са свързани с подземния океан. Вместо това те биха могли да бъдат резултат от петна, които се топят в горната кора, може би образувайки се в райони на „хаотичен терен“ на ръбестата, пълна с пукнатини повърхност на Европа. Там ледът се е разбил на разхвърляни сблъскващи се блокове, като отдолу блика по-мек, по-горещ материал. Според Шмит, петнистата и активна повърхност на Европа би могла да бъде причина да не се изучават нейните шлейфове в сравнение с Енцелад, който има относително инертна кора, въпреки пукнатините, излъчващи шлейфове на южния й полюс. „Поради геологията на Енцелад е малко очевидно къде е имало активност“, казва Шмит. "В Европа навсякъде има дейност, която може да генерира парни струи или да усложни разследването".

Въпреки това, първото наблюдение на шлейф, направено от екипа на Рот, вече е помогнало да се насочат дългосрочните планове на НАСА към по-стабилно изследване на Европа. През последните години мисията до тази Луна бързо се разви от мечта до одобрение от Конгреса на САЩ и вече е насрочена за изстрелване през 2020 г. Текущият проект на НАСА за космическия кораб включва набор от девет инструмента, всички проектирани за откриването и изучаването на петна и за други нормални научни изследвания. Европейската космическа агенция също изгражда сонда, наречена Jupiter Icy Moons Explorer, за да разследва Европа, която ще стартира през 2022 г.

За да се сведе до минимум излагането на радиация, която може да увреди космическите кораби, приближаващи се до Европа, планираната мисия на НАСА няма да обикаля около Луната, а вместо това да отлети, в поредица от срещи, предназначени да надвиснат над повърхността от почти всички възможни ъгли. Ако има струи пари, космическият кораб може да идентифицира своите източници и дори да вземе директни проби, за да определи техния състав, за да проследи признаци на живот, които може да процъфтяват или просто да съществуват под повърхността.

Вече има космически кораб на НАСА близо до Юпитер, наречен Juno, който има мощен ултравиолетов спектрометър, който може да се използва, за да потвърди дали Европа излъчва шлейфове. Но Юнона се намира в полярна орбита около Юпитер, която е неподходяща за изследване на луните на планетата и дори да е другаде, НАСА вярва, че не е достатъчно стерилизирана за близки срещи със свят, който потенциално би могъл да бъде домакин на живот. "Положихме много усилия, за да се уверим, че космическият кораб не се доближава до Европа, защото искахме да защитим Европа от замърсяване", казва Кърт Нибур, учен на програмата на НАСА за мисии до външни планети.

При липса на потвърждение и проучвания на междупланетни сонди, допълнително доказателство, че шлейфовете са истински, може да дойде от продължаващото наблюдение на Хъбъл или от последващи действия с помощта на космическия телескоп Джеймс Уеб, който е планиран за изстрелване през 2018 г. Екипът на Sparks има наблюдава още два транзита на Европа, въпреки че анализът на данните му остава непълен. Алтернативно, той казва, "Другото нещо, което би могло да го потвърди, би било, ако някой с напълно независима техника на наблюдение дава последователни резултати.".

От февруари тази година Лукас Паганини, свързан с НАСА астроном от Католическия университет в Америка, прави точно това: търси сенки от струите пари на Европа в близка инфрачервена светлина с помощта на един от двойните 10-футови телескопи. от обсерваторията Кек на Мауна Кеа, Хавай.

„Има много хора, които отричат ​​съществуването на шлейфовете, без реална причина“, казва той. „Изобщо не е лудост да се каже, че има шлейфове и дори да се каже, че те са често срещани на ледените луни. Не е като някой да се опитва да се прочуе с това, като казва, че има разкрития. " В преглед на резултатите, които ще бъдат представени на срещата на Американското астрономическо общество през октомври, Паганини казва, че е видял много „страхотни неща“ в данните на Кек, но нищо, което да го кара да изключи най-новите доклади за шлейфа за добро - или нещо, което ги потвърждава -.