0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переворот спутника юпитера европы. Вода на Европе. Уникальный спутник Юпитера

Содержание

Подледная жизнь вне Земли: что мы знаем о Европе, спутнике Юпитера

Возможно, внеземная жизнь гораздо ближе к нам, чем кажется, поскольку жидкая вода, которая нужна для возникновения и и подднржания существования аналога земной жизни, не редкость в Солнечной системе. Так, уже доказано (или почти доказано) существование океанов жидкой воды у ряда спутников планет-гигантов.

Насколько известно, лед есть даже в кратерах самой близкой к Солнцу планете — Меркурии. Вероятно, там лед иногда тает, так что вода время от времени может образовываться и там, хотя, наверное, ненадолго. Но на Европе, спутнике Юпитера, жидкая вода совершенно точно существует под многокилометровой толщей льда. Может быть, там есть и жизнь, хотя это нужно доказать. Что нам известно об этом спутнике Юпитера?

Все началось с обнаружения гейзеров

О неоднородной поверхности Европы известно давно, как и о том, что ее поверхность — лед. Долгое время считалось, что спутник Юпитера покрыт многокилометровым слоем льда, так что спутник представляет собой нечто вроде снежка с каменным ядром внутри. Но, как оказалось, реальность гораздо интереснее — космический аппарат «Галилео» обнаружил признаки существования гейзеров над поверхностью Европы.

За время своей научной миссии он 11 раз облетел Европу с минимальным расстоянием от поверхности в несколько сотен километров. Изучив переданные аппаратом данные, ученые выяснили, что в нескольких случаях показания магнитометра очень сильно менялись. Так случилось, в частности, 16 декабря 1997 года, когда расстояние до поверхности спутника Юпитера составило всего 206 километров. Ученые предположили, что «Галилео» прошел через гейзер.

Орбитальный телескоп «Хаббл» помог доказать существование гейзеров. Ну а раз они есть, значит, подо льдом Европы — жидкая вода, и ее много. Она может быть (и скорее всего это так) соленой, причем соль может быть не поваренной, а «английской», т.е. это калийная соль. Но в любом случае есть далеко ненулевой шанс существования под поверхностью Европы жизни — хоть микроскопической, хоть многоклеточной.

Глубина океанов (вернее, океана) Европы может достигать 80-179 км, а значит, на спутнике Юпитера воды примерно в два раза больше, чем содержат все океаны Земли.

Какие ваши доказательства?

Конечно, у ученых нет прямых доказательств существования жизни на Европе, но зато есть косвенные, и это не один набор данных. В частности, в 2013 году исследователи Калифорнийского университета заметили следы присутствия перекиси водорода. Она необходима для процесса, который называется метаногенезом — образованием метана анаэробными археями.

Кроме ресурсов вроде перекиси для существования жизни нужна еще тепловая энергия. И она, скорее всего, тоже есть на Европе. Есть несколько предположений насчет возможности существования жидкой воды на Европе. Одна из них — гравитационное воздействие спутника с газовым гигантом. Европа вращается вокруг Юпитера, благодаря чему внутренние слои смещаются и деформируются под воздействием гравитации. Все это приводит к трению с генерацией тепла. Разогревается мантия луны Юпитера, которая нагревает придонные слои океана. Возможно, теплее всего на полюсах спутника — там должен генерироваться максимальный объем тепла.

Этот эффект называется «приливный разогрев» и не является уникальным в Солнечной системе. У ученых есть все основания считать, что приливный разогрев характерен и для других спутников планет-газовых гигантов. По мнению Йоахима Заура, планетолога из Кельнского университета, Европа — один из лучших кандидатов на обнаружение внеземной жизни, поскольку здесь жидкая вода взаимодействует с силикатной мантией. Это значит, что минеральные соединения вымываются, поставляя ресурсы для живых организмов (если они там есть, конечно).

Кроме трения, есть и еще одна возможность — вулканическая активность. Если подо льдом есть вулканы, то они создают необходимые для существования жизни условия. Примеры есть на Земле — это гидротермальные источники на дне океанов нашей планеты.

Еще есть далеко ненулевая вероятность попадания кислорода в воду. Некоторые ученые предполагают, что этот элемент образуется на поверхности Европы под воздействием солнечного ветра, а затем попадает в океан уже в ходе чисто геологических процессов. Правда, концентрацию кислорода в воде пока что определить невозможно — нужна специализированная миссия.

Что касается самой жизни, то о возможной конфигурации экосистем рассказывает созданный около 20 лет назад документальный фильм BBC «Естественная история инопланетянина» (Natural History of an Alien). Его создатели считают, что в основе трофической цепочки будут находиться хемотрофные бактерии. Они будут формировать слои органических отложений на дне океана, а другие живые организмы, будут этими отложениями питаться. Эти организмы — аналог травоядных организмов на Земле. Соответственно, будут существовать и хищники, которые могут быть похожими на акул.

Миссии? А пожалуйста

Europa Clipper

NASA запускает этап сборки и тестирования новой станции. Аппарат планируют отправить в 2024 году. Он будет исследовать ледяную поверхность и подледный океан спутника Европы.

Главная цель проекта Europa Clipper — изучение спутника Юпитера. Особый интерес для исследователей представляет как раз уникальный океан Европы. Сейчас почти никто не сомневается в его существовании.

Старт миссии нацелен на 2024 год. Аппарат запустит в космос ракета-носитель SLS. Продолжительность полета к спутнику составит 7 лет. Основная научная программа продлится 109 дней.

Что будет включать в себя миссия к Европе?

  • Сбор точной информации о внутреннем океане;
  • сбор картографических данных о рельефе и характере поверхности;
  • поиск следов водяного пара, которые могут появляться из-под ледяной коры.

Основные ее характеристики:

  • Наличие дисковой антенны диаметром 3 метра для обмена данными с Землей.
  • Две массивные солнечные батареи, которые будут разворачиваться в космосе словно крылья. Они обеспечивают электропитанием системы зонда. Площадь батарей — 90 кв.метров.
  • Габариты станции в разложенном состоянии будут больше длины баскетбольного поля в 30,5 метров.

В этом году начнут работы со всеми приборами, а в следующем — комплексные испытания станции. Модуль двигателя корабля будут строить в Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в штате Мэриленд. Ядро модуля состоит из двух цилиндров, расположенных друг на друге. Их высота составляет около 3 м. Они содержат двигательные баки и 16 ракетных двигателей.

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)

Это многоцелевой проект, который предполагает изучение не только Европы, но еще и Ганимеда и Каллисто. Что касается Европы, то ученые планируют для JUICE 2 облета на высоте 400-500 км от поверхности спутника. К сожалению, полноценное изучение Европы потребует около 50-100 облетов, что пока не представляется возможным. Тем не менее, в течение 36 дней аппарат будет изучать Европу подробнейшим образом, находясь в непосредственной близости. И еще около года займут удаленные исследования. Цели изучения спутника Юпитера:

  • Определение состава веществ, не относящихся к ледовому покрытию.
  • Исследование водоемов под наиболее активными местами. Эти исследования помогут выяснить, насколько жидкость океана Европы похожа по составу на земные океаны.
  • Исследование процессов, происходивших относительно недавно (считается, что поверхность Европы очень молодая — возраст не превышает 180 млн лет, а возраст полыней, периодически появляющихся на поверхности, не превышает 50—100 тыс. лет). Также предстоит выяснить геологическую активность спутника.

Экзотические миссии

Если две миссии выше — утверждены, то другие, лишь предполагаемые, пока обсуждаются. Одна из наиболее интересных — проникновение через трещину под лед. Сделать это сложно, но возможно. Такая миссия будет включать два аппарата. Первый будет нести в себе второй, доставив его под лед.

Второй же может выглядеть как «плавучий вездеход», который успешно прошел испытания в 2019 году в озере близ Уткиагвика, Аляска.

Называется этот модуль Buoyant Rover for Under-Ice Exploration. Он сконструирован таким образом, чтобы не тонуть, а ползать по нижней части морского льда. У него положительная плавучесть, благодаря чему море прижимает его ко льду снизу, где он и ползает, собирая научные данные.

В ходе испытаний робот непрерывно находился подо льдом в течение 42 часов и 30 минут.

В целом, надежды ученых можно выразить словами специалиста из NASA, Мохита Мелвани Дасвани. Он занимается моделированием условий Европы, включая состав и физические свойства ядра, слоя силикатных пород и океана. Дасвани заявил следующее: «Европа — один из наших лучших шансов найти жизнь в нашей Солнечной системе. Миссия NASA Europa Clipper будет запущена в ближайшие несколько лет, и поэтому наша работа направлена ​​на подготовку к миссии, которая будет изучать вопрос обитаемости Европы».

Без паники: NASA нашло на Европе «предполагаемую» воду, но о ней все уже знали

NASA заинтриговало общественность, сообщив о «неожиданной активности» на спутнике Юпитера Европе. Впрочем, на пресс-конференции агентство лишь подтвердило имеющиеся сведения: на поверхности Европы скорее всего существуют гейзеры, и они, возможно, выбрасывают воду.

Что NASA обещало?

Неделю назад агентство анонсировало пресс-конференцию, на которой должны были представить «результаты уникальной кампании по исследованию Европы […] которые могут быть связаны с существованием океана под поверхностью» спутника. И накануне она прошла.

А что на самом деле показали?

NASA действительно поделилось интересными снимками и даже сделала CGI-ролик. Астрономы агентства с помощью телескопа «Хаббл» нашли новые доказательства в пользу того, что на поверхности Европы существуют гейзеры.

Читать еще:  Как преодолевать проблемы детей из детских домов?

Исследование этих выбросов, уверены астрономы, позволит с уверенностью говорить о существовании океана под поверхностью Европы. На данный момент наличие океана не подтверждено — он все еще остается гипотезой ученых.

NASA в 2018 году отправит в космос телескоп «Джеймс Уэбб». С его помощью можно будет определить состав выбросов. Если наличие жидкости подтвердится, то Европа станет вторым спутником в Солнечной системе (после Энцелада — спутника Сатурна), на котором присутствует вода.

Вот таким снимком поделилось NASA

Получается, ничего нового нам не сообщили?

Да, получается так. Но не стоит полностью закрывать глаза на новую информацию — она в очередной раз подтверждает гипотезы о Европе и проливает свет на планы агентства по дальнейшему исследованию спутника.

Общественности и научному сообществу, тем не менее, об этих гипотезах было известно и раньше. Впервые о наличии океана под поверхностью Европы заговорили еще в конце 1970-х, а первые снимки с выбросами гейзеров стали доступны широкой публике и ученым еще в 2013 году.

Вокруг чего тогда весь шум? Чем Европа особенна?

С давних времен вокруг этого спутника Юпитера ходило много слухов, историй и надежд. Потому и анонс NASA привлек к себе обширное внимание прессы.

Во-первых, это был один из первых спутников, зафиксированных в истории человечества. В XVII веке Галилео Галилей обнаружил четыре спутника Юпитера, среди которых была и Европа.

Во-вторых, вокруг Европы разгорелась яркая история в конце 70-х годов прошлого века. В те годы NASA только запустило программу Вояджер, по которой было отправлено два космических аппарата для исследования дальних уголков Солнечной системы.

Когда «Вояджер-1» и «Вояджер-2» один за другим пролетели мимо Юпитера и передали на Землю снимки ее спутников в высоком разрешении, ученые агентства сделали неожиданное предположение. На Европе может быть вода, и даже больше — под поверхностью спутника может скрываться целый океан.

Это стало огромным шоком для общественности, которая знала лишь о присутствии воды лишь на Земле. Уже после этого вода была найдена на Энцеладе, спутнике Сатурна, и на Марсе.

Какая была реакция на пресс-конференцию NASA?

Monday, we’ll announce new findings from Jupiter’s moon Europa. Spoiler alert: NOT aliens: https://t.co/3IHT9H9Idp pic.twitter.com/11lHwsDzvv

NASA ещё до конференции заверило всех, что обойдется без пришельцев, но многие всё равно остались недовольны.

Издание Telegraph подытожило, что «NASA лишь дает нам больше информации о том, что мы уже знаем».

Но Twitter отреагировал не так сдержанно.

Apparently it took 2 years for #NASA to figure out what these fairly obvious images of water plumes on #Europa meant.

1. Not life
2. Possibly plumes of water
3. Not aliens #Europa

#NASA spots possible water spouts on #Europa. If they also see aliens on jet skis riding those water spouts then they have my attention.

Загадка спутника Юпитера озадачила ученых

Европа, шестой спутник Юпитера, преподнесла ученым очередной сюрприз. Космический телескоп «Хаббл» зафиксировал явление, которое можно интерпретировать как струи воды, «бьющие» из южного полюса спутника. Это является косвенным подтверждением того, что на скованной льдом Европе есть водяной океан, как и предполагали ранее некоторые планетологи.

Европу считают одним из самых крупных спутников Солнечной системы (ее диаметр составляет чуть больше 3 100 километров). Он был открыт в 1610 году Галилео Галилеем. Тело состоит в основном из силикатных пород, а в его центре предположительно находится железное ядро. Известно, что поверхность Европы покрыта ледяным панцирем толщиной от 10 до 30 километров, под которым может лежать океан жидкой воды.

В 1997 году зонд «Галилео» подтвердил наличие на юпитерианском спутнике разреженной ионосферы, созданной солнечной радиацией и заряженными частицами, попадающими сюда из магнитосферы Юпитера. Следовательно, заключили исследователи, здесь может присутствовать и атмосфера. Хотя основным ее элементом, как и на Земле, является кислород, он имеет не биологическое происхождение, а формируется посредством радиолиза, то есть в процессе разложения молекул под воздействием радиации.

То, что обнаружено «Хабблом», на снимках напоминает ситуацию на спутнике Сатурна Энцеладе. В 2007 году была построена математическая модель ледяных гейзеров Энцелада, выбрасывающих на сотни километров в высоту частицы водяного пара и пыли. Было выдвинуто предположение, что под поверхностью спутника находится соленая жидкая вода.

9 октября 2008 года «Кассини» нашел доказательства того, что под ледяной корой Энцелада скрывается жидкий океан, а в июле 2009 года удалось проанализировать химический состав водяных выбросов. Оказалось, что в них присутствуют метан, углекислый газ и аргон, а также аммиак и такое сложное органическое соединение, как бензол . Это согласовывалось с теорией о том, что источником испарений является вода под поверхностью спутника. Возможно, правы те исследователи, которые считают, что под поверхностью Европы также скрыта вода, а значит, там теоретически могли сформироваться условия для возникновения жизни.

О водяных шлейфах на Европе заговаривали и раньше. В частности, их поисками занималась научная группа Йоахима Заура из Кельнского университета (ФРГ). В прошлом году ученые провели очередное исследование спутника при помощи ультрафиолетовой камеры «Хаббла». В результате им удалось обнаружить возле южного полюса сгустки водорода и кислорода.

По мнению руководителя еще одной исследовательской группы, Лоренца Рота из Юго-Западного исследовательского института (США), размер, форма и химический состав данных образований соответствуют струям водяного пара, поднимающимся на высоту около 200 километров. Эти струи даже превышают высоту гипотетических шлейфов Европы, полученную путем теоретических расчетов. Выбросы предполагаемой воды выше, чем при вулканических извержениях на другом спутнике Юпитера — Ио, но ниже, чем выбросы льда и органических веществ на Энцеладе.

Лоренцу Роту и его коллегам в декабре удалось зафиксировать шлейфы при удалении Европы на максимальное расстояние от Юпитера. То, что они ничего не увидели в прошедшем ноябре, когда спутник сближался с Юпитером, исследователи объясняют изменением давления в коре Европы, которое было вызвано воздействием гравитации планеты. Впрочем, предупреждает Йоахим Заур, не исключено, что эти водяные выбросы никак не связаны с недрами спутника. Вода может представлять собой всего лишь часть ледяной корки, растаявшую в результате трения друг о друга пластов льда на поверхности.

В 2022 году должен стартовать проект JUICE Европейского космического агентства (ЕКА) по исследованию трех крупнейших спутников Юпитера — Европы, Ганимеда и Каллисто. Эта миссия позволит получить сравнительную картину условий на юпитерианских лунах. Возможно, тогда картина прояснится. А вдруг на Европе все-таки найдут подземный океан?

«Если ожидания оправдаются, это будет самой большой новостью на окраине Солнечной системы с момента открытия шлейфа Энцелада», — считает Роберт Паппалардо из Лаборатории реактивного движения НАСА. Так или иначе, подобные «находки» только подливают масла в огонь и стимулируют космические агентства на новые исследовательские миссии.

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

Неужели в океане Европы, спутник Юпитера, укрывалась жизнь?

Недавно исследователи определили, как мог образоваться подводный океан Европы, спутник Юпитера. Сегодня они пришли к выводу, что это огромное пространство воды могло бы поддерживать микробную жизнь в прошлом.

Европа, одна из многих спутников Юпитера, долгое время считалась главной мишенью в поисках внеземной жизни. И не зря: под его толстым ледяным покровом лежит огромный океан жидкой воды. На глубине от 65 до 160 километров она содержит эквивалент вдвое большего объема океанов Земли.

По крайней мере, так считают исследователи. Чтобы выяснить это наверняка, НАСА планирует отправить на объект новый зонд. Миссия Europa Clipper, запуск которой запланирован на 2023 год, должна будет проверить наличие воды под ледяной коркой и определить ее характеристики.

Откуда спутник взяла свою воду?

Недавно Мохит Мелвани Дасвани и его команда из Лаборатории реактивного движения НАСА проанализировали данные, собранные миссией Галилео.

Начиная с середины 1990-х годов, Галилео изучал Юпитер и его спутники около восьми лет. Она была той, кто предположил в то время присутствие глобального океана жидкой воды, укрытой под ледяной поверхностью Европы.

Основная идея их исследования состояла в том, чтобы понять, откуда вообще могла появиться вся эта вода. Обратите внимание, что эти результаты, представленные на конференции Goldschmidt 2020, еще не прошли рецензирование.

В рамках этой работы исследователи проанализировали геохимические резервуары спутника. «Мы смогли смоделировать состав и физические свойства ядра, силикатного слоя и океана», — говорит Мохит Мелвани Дасвани. «Мы обнаружили, что различные минералы потеряли бы воду и летучие вещества при разных глубинах и температурах».

В конце концов исследователи обнаружили, что океан Европы мог образоваться путем метаморфизма. Другими словами, нагревом и повышением давления, вызванным ранним радиоактивным распадом или последующими подземными приливными движениями, вызывающими затем распад водосодержащих минералов.

Потенциально обитаемый в прошлом

Исследователи также обнаружили, что этот океан изначально был слабокислым, с высокими концентрациями углекислого газа, кальция и сульфата, как это было раньше на Земле.

«Мы думаем, что европейский океан, возможно, был пригоден для жилья уже вскоре после его образования», — говорит исследователь. Затем последний представляет микробы, похожие на некоторые наземные бактерии, которые полагаются на углекислый газ в качестве источника энергии.

Согласно их моделям, не исключено, что океаны других спутников, такие как сосед Европы Ганимед или спутник Сатурна Титан, также могли быть образованы подобными процессами.

Следует также помнить, что исследователи здесь изучали потенциал прошлой жизни спутника. Другими словами, вопрос о его нынешнем обитаемости все еще под вопросом.

Европа (спутник Юпитера)

Европа – шестой по счёту спутник Юпитера. Поверхность его представляет собой ледяную корку из водного льда от 10 до 30 км. Под коркой – жидкий океан глубиной 20-30 км. Ниже океана идёт толстый слой горных пород, а в центре планеты расположено металлическое ядро.

Вокруг Юпитера, отстоящего на расстоянии 670 900 км, Европа облетает за 3.5 суток на скорости 50 000 км/ч, обращена к планете всегда одной стороной. Размерами она уступает Луне, но имеет схожую плотность. В составе спутника имеются силикатные породы, и это делает её схожей с планетами земной группы.

Читать еще:  Какой у кого ангел хранитель по цифрам. Ангелы хранители: кто они и сколько их может быть у человека

Атмосфера Европы очень разреженная и имеет в своём составе молекулярный кислород. Разреженность настолько сильная, что давление у поверхности равно около 1/100000000000 части земной.

С большой вероятностью можно считать, что этот сателлит Юпитера, как и остальные галилеевы спутники Галилеевы спутникиСобирательное название 4 крупнейших спутников Юпитера: Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто , сформировался из диска пыли и газа, окружавшего планету. На это указывает форма орбит спутников – они практически круговые.

Поверхность

Поверхность Европы уникальна. Она чрезвычайно ровная, и лишь изредка попадаются структуры, похожие на холмы с высотами около сотни метров.

  • Равнинные области. Равнина такого типа может быть образована извержением криовулкана. Это вулканы крайне низких температур, извергающие аммиак, воду, метановые соединения. Они заполняют площади и затвердевают.
  • Хаотические районы. Они заполнены случайными обломками разных форм.
  • Области, состоящие из линий и полос. Это трещины и разломы ледяного панциря. Они опоясывают всю поверхность планеты.
  • Хребты. Они чаще всего имеют сдвоенную структуру. Образование их относят к процессу нарастания льда на кромках трещин, которые попеременно открываются и закрываются.
  • Кратеры от ударов метеоритов.

Малое количество кратеров подтверждает небольшой возраст поверхности, оцениваемой в 20 – 180 млн. лет. На поверхности очень холодно и чрезвычайно высок радиационный уровень. Температура держится в пределах от -150°С до -190°С.

На поверхности планеты также имеются элементы солей, а также соединения железа и серы. Они придают красноватый оттенок внутренних частей трещин.

Ещё одной особенностью стали «веснушки». Они имеют вид тёмных образований выпуклых или вогнутых форм. Есть предположение, что они получились в результате действия разогреваемого внутреннего льда на внешний, более холодный.

Океан

Основным признаком того, что подо льдом есть океан, стало наличие магнитного поля. Для этого необходим токопроводящий слой, и океан солёной воды очень подходит. Существует ещё один признак наличия океана: некогда кора планеты подверглась сдвигу на 80°. Но если бы она прочно прилегала к недрам, сдвига бы не было.

Существует гипотеза, что подлёдный океан взаимодействует с поверхностными льдами, обмениваясь с ними газами и минералами. Это указывает на богатый химический состав воды.

Есть ли жизнь на Европе

Европа – реальный шанс отыскать жизнь. Пока не выявлено прямых признаков этого, но наличие жидкой воды позволяет надеяться на успех. Возможно, в подповерхностных слоях океана существует некоторое подобие микробной жизни. Жизненные формы вполне могут проявиться на дне океана возле гидротермальных источников. Возможно существование организмов и под ледяным панцирем в прикреплённом к нему состоянии, подобно водорослям. Всё зависит от температуры океана и его солёности. Слишком низкая температура и большая солёность резко уменьшают вероятность какой-либо формы жизни.

Что же касается наличия кислорода, то этот фактор признан благоприятным. Профессор Аризонского университета Р. Гринберг утверждает, ссылаясь на свои вычисления, что океан Европы достаточно насыщен кислородом. Он считает, что его вполне хватит для возникновения и функционирования некоторых форм жизни. Метеориты тоже могли занести микроорганизмы на планету.

В 2013 году появилось известие об открытии на Европе перекиси водорода. А это уже потенциальный источник энергии для некоторых бактерий. Также найдены следы филлосиликатов — глинистых минералов кометного или астероидного происхождения, повышающие шансы для существования жизни.

Прогулки по льдам

Путешествовать по Европе лучше всего на буере. Правда, обычный парус тут не годится, потому что ветра вряд ли дождёшься. Поэтому приспособим специальный парус, для улавливания солнечного ветра.

Капсула нашего буера должна быть надёжно защищена от радиации – здесь этого добра так много, что смертельную дозу можно получить в минуты. Полозья буера у нас очень длинные и широкие, ведь это не ровный байкальский лёд – вся поверхность планеты испещрена трещинами и разломами.

Раскрываем парус и трогаемся. Мороз сегодня средний -160°С. Полозья бесшумно скользят по крепкому льду, скорость растёт. Главное, вовремя замечать трещины и торосы. Если на минуту забыть, где мы, то вполне можно представить, что это антарктические просторы. За исключением того, что отсутствует атмосфера.

Исследования Европы

  • Впервые Европа была сфотографирована станциями «Пионер-10 и 11» в 1973-74 годах. Через пять лет первый и второй «Вояджеры» не только сделали фотографии, но и провели некоторые исследования. Тогда и возникла гипотеза о наличии жидкого океана.
  • В 1994 году при помощи телескопа «Хаббл» в атмосфере спутника было выявлено присутствие молекулярного кислорода.
  • 1999 – 2000 годы – время наблюдения спутника космической обсерваторией «Чандра». Она обнаружила рентгеновское излучение Европы и Ио.
  • С 1995 по 2003 годы планета исследовалась автоматическим зондом «Галилео». Он максимально сближался с поверхностью Европы на 201 км. Обнаружились дополнительные признаки наличия океана. Чтобы на планету не попали земные микроорганизмы, зонд был уничтожен в атмосфере Юпитера.
  • В 2007 году, пролетая к Плутону, аппарат «Новые горизонты» выполнил очередное фотографирование ледяной планеты.

Планы изучения

Существует несколько проектов исследования Европы и цели предполагаемых миссий различны. Это и изучение химического состава, и поиск жизненных форм океана. Все эти проекты рассчитываются с тем условием, что работы будут производиться в условиях радиационного фона, который в миллион раз выше земного.

Есть предложение создать атомный плавящий зонд («Криобот»), который бы смог расплавлять ледяной панцирь до достижения водного слоя. В воде в работу вступит другой аппарат – «Гидробот» – он будет собирать и отсылать на Землю информацию.

В 2016 году NASA выделила средства на разработку проекта Europa Clipper. Это можно считать началом официальной подготовки к полёту на Европу. Аппарат должен быть запущен в 2020-м году

Нам даже не представить, в какие формы может быть заключено существование и материи, и самой жизни. И, глядя в телескоп на сверкающую жемчужину возле сияющего Юпитера, нужно задуматься: а вдруг, именно там эта жизнь?

Вода в атмосфере спутника Юпитера Европы: вулканический выброс подтверждает существование жидкого океана подо льдом

При помощи наземного телескопа с инфракрасным спектрографом в обсерватории на Гавайях астрономы NASA впервые обнаружили водяной пар в атмосфере одного из крупнейших спутников Юпитера — Европы, образовавшийся в результате выброса гейзерного вулкана. Предполагается, что вулкан вынес в космическое пространство столб воды из сверхглубокого подлёдного океана на Европе, прорвав ледяной покров на её поверхности.

Наблюдения производились при помощи спектрографа NIRSPEC в обсерватории Кека на горе Мауна-Кеа на Гавайях на высоте 4 километра, работающего в ближнем инфракрасном диапазоне. Пары воды были обнаружены только в одну из 17 ночей цикла наблюдений 2016—2017 гг. Возможно, такие выбросы на планете — гораздо более редкое событие, чем аналогичные гейзеры на спутнике Сатурна — Энцеладе. Измерения позволили определить и мощность выброса — более двух тонн воды в секунду. Статья коллектива астрономов из NASA Goddard Space Flight Center об этом вышла в ноябре 2019 г. в Nature Astronomy. Это открытие завершает список «трёх необходимых ингредиентов для развития жизни» на спутнике — 1) источники энергии, 2) существенные химические элементы (C, H, O, N, P, S) и, наконец, 3) жидкая вода.

Первый космический манёвр с облётом Юпитера (flyby) совершил 40 лет назад один из «Вояджеров», и он же передал первые фотографии Европы. Впоследствии этот спутник стал одним из приоритетных объектов NASA для исследования возможностей жизни за пределами Земли. Собранная информация позволяла утверждать, что на нём присутствуют основные ингредиенты, необходимые для жизни. В частности, астрономы имели косвенные свидетельства существования океанов солёной воды под внешним ледяным покровом. У Европы есть магнитное поле, которое должно создаваться движущейся проводящей средой подобно магнитному полю планет, обусловленному жидким металлическим ядром. Вероятный кандидат на роль среды-проводника на Европе — солёная вода подо льдом. Благодаря вулканической активности планеты вода периодически может прорывать лёд и извергаться в космическое пространство в виде гейзеров, образуя водяные струи высотой в десятки километров. Зонд «Галилео», с 1995 года исследовавший Юпитер и его окрестности, предположительно пересёк такой гейзер при одном из облётов Европы в 1997 году на высоте 150 км, но обнаружилось это значительно позже, по результатам ретроспективного анализа его данных об изменениях магнитного поля, температуры и состава плазмы. Также такие выбросы вещества из-под ледяной поверхности («криовулканизм») зафиксированы по снимкам с космического телескопа «Хаббл», однако свидетельства об их составе были пока косвенными. Прямого подтверждения наличия молекул воды в атмосфере до сих пор не было.

Выбросы криовулканов из-под ледяной поверхности Европы. By: NASA, ESA, W. Sparks (STScI), and the USGS Astrogeology Science Center.

Ранее в 2013 году при помощи «Хаббла» в атмосфере Европы уже были идентифицированы некоторые химические элементы, включая атомы водорода и кислорода. Обнаружение составленных из них молекул, в частности воды, является задачей другого уровня. Присутствие химических элементов в атмосфере спутника или в выбросах «гейзеров» обнаруживается путём исследования спектров поглощения в периоды, когда спутник проходит на фоне Юпитера. Но атомные и молекулярные спектры принципиально различаются. Спектральные линии атомов могут находиться в области видимого, ультрафиолетового или мягкого рентгеновского излучения. Молекулярные связи намного слабее, и их характерные частоты для молекул лежат в инфракрасном диапазоне. Телескопы, работающие в этих разных диапазонах — совершенно разные устройства, и они редко встречаются вместе: даже предпочтительные условия размещения на Земле этих классов телескопов существенно различаются. Космические телескопы также имеют свою направленность — так, «Хаббл» исследует видимую область спектра, а для инфракрасного диапазона специально предназначен телескоп «Спитцер». Поэтому исследование атмосферы удалённых космических тел на наличие химических элементов и молекул — две разные научные задачи.

При наземных наблюдениях молекулярного состава атмосферы на других планетах или газовых облаков в космосе основное препятствие — то, что пары воды, углекислого газа и других искомых веществ в избытке находятся в атмосфере самой Земли. Поэтому отдельная задача — различение спектрального сигнала от космического тела и от Земли. Такое разделение обеспечивается ресурсоёмкой процедурой компьютерной обработки потока данных и опирается на подробные модели состава земной атмосферы в разных точках планеты. Подобная задача решалась несколько лет назад, когда обнаружение водяного пара с наземной обсерватории стало знаковым открытием в исследовании атмосферы Марса.

Юпитер и его спутники расположены слишком далеко от Солнца, за пределами «обитаемой зоны», и его тепла недостаточно для существования жидкой воды на спутниках. Однако источником энергии здесь выступает сам Юпитер. Период обращения Европы вокруг Юпитера составляет всего 3,5 дня, и на таком маленьком расстоянии приливные силы от него настолько существенны, что обеспечивают умеренную температуру вещества под ледяным покровом, а также достаточную вулканическую активность, производящую такие гейзеры.

Читать еще:  Фонтан в офисе куда поставить. Домашние фонтанчики в фен-шуй — как выбрать и активировать для привлечения благополучия

Обнаружение выбросов водяного пара на спутнике — прямое подтверждение наличия океана с водой умеренной температуры под ледовым покровом. Существование сверхглубокого (глубиной сотни километров) океана на Европе — это давнее убеждение большинства астрономов, в пользу которого до этого было множество косвенных свидетельств, включая снимки выбросов, сделанные Хабблом. Такие условия даже позволяют рассматривать спутник как объект для поиска внеземной жизни. В середине 2020-х годов NASA планирует запустить космический зонд Europa Clipper с инструментами для обнаружения необходимых компонентов для развития жизни в том виде, как мы её понимаем.

Открыли Европу: США будут искать жизнь на спутнике Юпитера

На конференции NASA 14 мая ученые рассказали, зачем агентство потратило $2 млрд на миссию Europa Clipper. Задача интригующая — поиск жизни на одном из самых подходящих для этого объектах спутнике Юпитера — Европе.

Уникальная Европа

Европа — один из 69 спутников Юпитера и наименьший из четырех так называемых «галилеевых спутников» газового гиганта, открытых знаменитым ученым в начале XVII века. Европа находится на расстоянии около 700 километров от Юпитера и совершает полный оборот вокруг него за 3,5 земных дня.

Уникальность Европы в том, что она считается наиболее вероятным кандидатом на роль второй (после Земли) колыбели жизни в Солнечной системе. Спутник покрыт толстым слоем льда, температура которого составляет -160 градусов по шкале Цельсия на экваторе и -220 градусов — на полюсах. Несмотря на это, ученые предполагают наличие подземного океана, в котором и могла зародиться, а затем эволюционировать жизнь.

Вода в жидкой фазе под многокилометровым слоем льда обусловлена, в первую очередь приливным взаимодействием Европы и Юпитера, которое нагревает подповерхностную жидкость. Окончательно подтвердить наличие океана и проверить его на наличие жизни могут прорывающиеся сквозь лед на поверхность гейзероподобные потоки. Именно они и являются главной надеждой команды Europa Clipper.

Космическая эстафета

В ходе трансляции специалисты NASA рассказали, что ключевой задачей корабля Europa Clipper, запуск которого намечен на 2022 год, будет изучение именно возможности жизни на спутнике и поиск ее потенциальных признаков. Часто возможность зарождения жизни на небесном теле — лишь одна из попутных научных задач в длинном списке.

Сведения о характеристиках спутника Юпитера и его среды были получены благодаря аппарату «Галилео», который проработал в окрестностях Юпитера с 1995 по 2003 год. Его данные и позволили заподозрить существование океана под поверхностью небесного тела, а признаки «гейзеров» на поверхности Европы были замечены при помощи орбитального телескопа «Хаббл» в 2012 году. Теперь их пристальным изучением займется Europa Clipper.

Видит насквозь

Аппарат оснастят современными узко- и широкоугольными камерами, спектографом, магнитометром, двухчастотным радаром и прочими инструментами, которые позволят максимально детально исследовать Европу, в том числе проверив ее на «биомаркеры» — молекулы, являющиеся признаками наличия жизни.

Например, аппарат благодаря радару сможет заглянуть под поверхность многокилометрового ледяного покрова Европы и приоткрыть завесу тайны подземного океана спутника Юпитера – есть ли под поверхностью Европы вулканы. Также будет изучено магнитное поле и атмосфера Европы. А самая важная задача — как отметили ученые — попытаться поймать момент очередного выброса жидкости на поверхность спутника. Высота этих выбросов может достигать нескольких десятков, а порой и сотен километров, и пролететь сквозь этот поток — бесценно с точки зрения науки. Выбрасываемый материал напрямую относится к возможному подводному океану, благодаря чему захват такой пробы позволит, по сути, заглянуть под толстый ледяной покров.

Потенциальная жизнь в условиях Европы — не просто теоретические расчеты. В аналогичных условиях на Земле, в шахте Мпоненг на территории ЮАР, проживают бактерии, способные полностью обходиться без солнечного света — точно так же, как под покровом ночи и льда приходится существовать живым организмам на Европе, если они там есть.

В отличие от «Галилео», который 12 раз пролетал над Европой на высоте нескольких сотен километров, «Клиппер» (аппарат будет находиться на орбите Юпитера, а не самой Европы) совершит 44 таких прохода, приближаясь к спутнику на дистанцию меньше 100 километров, а несколько раз — проносясь всего в 25 километрах.

При такой траектории, если аппарат пройдет через «гейзер», то сможет передать на Землю бесценные сведения о химическом составе и кислотности собранных образцов, которые впоследствии могут подтвердить оптимистичные теории ученых. Или поставить на них крест.

Зеленых человечков не ждут

Наш вид относительно недавно по меркам времени существования человечества приступил к исследованию космоса и прямому поиску жизни в нем. За это время ученые выработали понимание базовых механизмов природы, научились отсеивать не подходящих на роль колыбели для жизни кандидатов и делать прогнозы относительно наличия жизни вне Земли.

Даже в пределах нашей Солнечной системы существует достаточно мест, где могла зародиться и эволюционировать жизнь: спутник Сатурна Титан с его метановыми озерами, в которых однажды может начать плавание автономная подводная лодка NASA, или соседний спутник Сатурна — Энцелад, который также может скрывать под слоем льда целый океан и проектом по изучению которого планирует заняться российский миллиардер Юрий Мильнер # 31 . Также не стоит сбрасывать со счетов Марс, к которому устремляется все большее число научных миссий.

Стоит признать, что в масштабах нашей системы человек ищет скорее жизнь, а не братьев по разуму — никто не предполагает найти под толщей льда тайную высокоразвитую цивилизацию. Но даже в случае обнаружения микроскопических форм жизни, развивающихся где-либо обособленно от Земли, позволит миссии Europa Clipper войти в историю открытий человечества рядом с обнаружением Америки европейцем Колумбом.

А для ученых и инженеров обнаружение живых организмов на космической Европе станет началом длинного пути: придется снова преодолеть расстояние в 700 миллионов километров до Юпитера, а потом пробиваться сквозь километры льдов, чтобы оказаться в иноземном океане жизни.

На спутнике Юпитера — Европе обнаружены струи водяного пара

Художественное изображение Европы и ее водяных фонтанов, бьющих на южном полюсе

K. Retherford/Southwest Research Institute

Европа, ледяной спутник Юпитера, стала вторым телом в Солнечной системе, на котором астрономы заметили водяные гейзеры, бьющие из-под поверхности. Необычные фонтаны, вырывающиеся на сотни километров, были обнаружены американскими астрономами под руководством Лоренца Рота, исследователя планет из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио (Техас).

Европа имеет самую гладкую в Солнечной системе поверхность. Часто ее сравнивают с Энцеладом, на котором восемь лет назад исследующим систему Сатурна аппаратом Cassini впервые были замечены струи, бьющие из трещин на южном полюсе спутника.

Оба ледяных тела давно привлекают внимание как ученых, так и писателей-фантастов, ведь считается, что под поверхностью обоих спутников могут простираться огромные подледные океаны.

Однако в отличие от Энцелада, проявляющего вулканическую активность, Европа в такой активности замечена не была, хотя рядом с ней не было и автоматического зонда, способного сделать снимки во время близких проходов. Поэтому в поисках аналогичных выбросов ровно год назад астрономы решили исследовать Европу при помощи орбитального телескопа Hubble. Однако ученых интересовали не прямые снимки Европы — ведь разглядеть на них какие-то особенности они и не мечтали.

При помощи ультрафиолетового спектрометра (STIS) они целенаправленно ловили излучение водорода и кислорода, которые, по предположению ученых, должны были образовываться в результате разрушения молекул воды энергичными космическими частицами.

«Мы использовали все возможности телескопа, чтобы засечь это слабое свечение. Только после того, как камера на борту телескопа была заменена в ходе последней миссии Space Shuttle, телескоп обрел чувствительность, необходимую для поисков таких струй», — пояснил Иоахим Саур из Университета Кельна, соавтор работы, опубликованной в журнале Science.

Ученые знали, что кислород присутствует в атмосфере Европы и порой его концентрация увеличивается в районе южного полюса. Но в декабре 2012 года в ходе наблюдений в этом же районе была замечена повышенная концентрация и кислорода, и водорода. Наблюдение водорода длилось более семи часов, когда Европа, двигающаяся по слегка вытянутой орбите вокруг Юпитера, проходила точку максимального удаления от планеты (апоцентр).

Астрономы уверены, что причиной такого всплеска являются струи пара, вырывающегося из трещин на южном полюсе Европы на высоту до двухсот километров.

Изображение, полученное телескопом Hubble

Lorenz Roth/Southwest Research Institute/USGS

Как и Энцелад, Европа, благодаря так называемому приливному захвату, всегда повернута к своей планете одной стороной. Как и на Энцеладе, фонтаны бьют на южном полюсе Европы и в тот момент, когда спутник максимально удаляется от нее. И там и там струи не были замечены в любой другой момент времени.

Это сходство восхитило ученых, так как оно указывает на то, что гейзеры на обоих телах возникают благодаря одним и тем же механизмам. Удаляясь и приближаясь к планете, спутники притягиваются по-разному. Это заставляет их слегка деформироваться, отклоняясь от сферической формы.

В моменты максимального удаления на полюсах могут открываться или расширяться трещины, через которые вырывается пар.

Однако между энцеладовыми гейзерами и фонтанами пара на Европе есть и существенные отличия. Если на Энцеладе в состав струй входят частички льда и пыли, то из Европы вырывается исключительно водяной пар. Пока ученые не могут определенно сказать, являются ли источником европейских гейзеров глубокие подледные океаны или же пар возникает в приповерхностных слоях, где из-за приливов в некоторых местах плавится лед.

Как бы то ни было, это открытие еще больше убедило исследователей в том, что под поверхностью Европы действительно плещется жидкий океан, в котором теоретически могут существовать какие-либо формы жизни.

Подробнее изучить необычные гейзеры и природу струй ученые смогут, если к системе Юпитера успешно долетит миссия JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) Европейского космического агентства. Будучи запущенным в 2022 году, зонд прибудет к Юпитеру в 2030 году и начнет пристально изучать саму планету и три ее ледяных спутника — Ганимед, Каллисто и Европу.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector