Исследование: Лед на спутнике Юпитера Европе может буквально светиться в темноте
Европа манит. Далекий ледяной шар, один из 80 известных спутников Юпитера, но важно то, что находится внутри, а то, что внутри Европы, по прогнозам, действительно будет особенным.
Под ледяной поверхностью Европы ученые предсказывают существование гигантского скрытого океана: огромного водоема, который представляет одну из лучших возможностей найти жизнь в Солнечной системе.
Но Европа — это не просто «сияющая надежда» на открытие жизни за пределами Земли. Согласно новым исследованиям, спутник может быть ярким и по другой причине — луна, буквально светится в темноте.
В новом исследовании группа под руководством физика Мурти Гудипати из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА предполагает, что излучение магнитного поля Юпитера может вызывать свечение на ледяной поверхности, покрывающей Европу, из-за реакций с химией льда.
«Поверхность Европы постоянно испытывает высокие потоки заряженных частиц из-за наличия сильного магнитного поля Юпитера», — объясняют исследователи в своей статье.
«Заряженные частицы высокой энергии, в том числе электроны, взаимодействуют с поверхностью, богатой льдом и солью, что приводит к сложным физическим и химическим процессам».
Учитывая, что мы еще не полностью понимаем химический состав ледяного покрова Европы, неясно, как будут выглядеть эти процессы, и ни обсерватория Кека на Гавайях, ни космический телескоп Хаббла не зафиксировали это гипотетическое свечение, до сих пор.
Однако в следующем десятилетии мы сможем лучше рассмотреть поверхность Европы, когда космический корабль НАСА Europa Clipper посетит ее и получит шанс стать свидетелями явления, называемого электронно-стимулированной люминесценцией.
А пока мы можем смоделировать, как это могло бы выглядеть, с помощью имитации льда Европы и высокоэнергетического электронного излучения Юпитера.
В ряде экспериментов в лаборатории команда Гудипати охлаждала ядра водяного льда в алюминиевой трубке, до температуры ~ 100 K (-173,15 °C или -279,67 °F) и подвергая его импульсам электронного излучения.
Когда они это сделали, лед излучал свечение, но интенсивность зависела от того, какие химические вещества, кроме льда, присутствовали в воде.
«Мы обнаружили, что присутствие хлорида и карбоната натрия сильно гасило, в то время как эпсомит усиливал радиационное свечение льда».
Помимо предложения захватывающей гипотезы о том, что Европа может непрерывно светиться в темноте, хотя мы так далеко, что не можем это обнаружить, результаты могут проложить путь к новым методам изучения ледяной луны.
В частности, возможно, что системы визуализации Europa Clipper смогут наблюдать свечение с орбиты (около 50 километров над поверхностью) и, анализируя спектры, выяснить химический состав льда, различая материал из областей чистого водяного льда.
Помимо помощи в будущих исследованиях Европы, те же методы могут привести к новым способам анализа и других спутников Юпитера, таких как Ио и Ганимед.
Результаты сообщаются в Nature Astronomy.
