RW Space

Молодой Юпитер, все еще горячий после своего зачатия, мог взорвать свои четыре крупнейших спутника таким интенсивным светом, что он испарил воду и лишил их летучих веществ.

Согласно новому исследованию, это излучение может объяснить почему галилеевские луны имеют именно такой состав: от отвратительного мира-вулкана Ио, ближайшей к Юпитеру, до покрытой ледяной коркой Европы, затем от гигантского спутника Ганимеда до самой отдаленной, покрытой кратерами Каллисто.

Эти четыре спутника следуют двум градиентам состава: чем дальше они удаляются от Юпитера, тем ниже их плотность и выше доля водяного льда. Каллисто, тело Солнечной системы с наибольшим количеством кратеров, состоит примерно наполовину из камня и наполовину из льда, а на Ио меньше всего льда среди всех тел в Солнечной системе.

Группа астрономов под руководством планетолога Карвера Бирсон из Аризонского государственного университета представил свои выводы на 54-й конференции по науке о Луне и планетах.

Астрономы считают, что когда Юпитер находился на завершающей стадии своего формирования, он поглотил последние частицы вещества из газового диска. и пыль, которая когда-то окружала его. Считается, что галилеевские спутники, расположенные вокруг экватора Юпитера, образовались из этого диска, подобно планетарной системе в миниатюре. Когда диск рассеялся, новообразованный Юпитер ярко сиял — более чем в 10 000 раз ярче, чем сегодня.

Это все еще далеко не так ярко, как звезда, но достаточно ярко, чтобы две самые внутренние галилеевские луны , Ио и Европа, были бы осыпаны излучением Юпитера, на порядок более интенсивным, чем свет, полученный от Солнца.

Биерсон и его коллеги провели компьютерное моделирование, чтобы определить эффект, который могло бы оказать это излучение. на молодых лунах, предполагая, что Ио — теперь самое вулканическое тело в Солнечной системе — когда-то имело значительное количество водяного льда после того, как оно закончило формироваться.

Команда также использовала текущие положения Галилея лун по отношению к Юпитеру, хотя они, вероятно, были ближе к планете миллиарды лет назад. Это означает, что количество радиации, в которой они находились, вероятно, было выше, чем в найденных моделях, что может означать, что в реальности эффекты этого излучения проявлялись быстрее.

«Мы находим», — пишут они в их доклад на конференции, «что в течение первых нескольких миллионов лет после своего образования равновесная температура Ио могла превышать 300 кельвинов (26,85 градусов по Цельсию или 80,33 градусов по Фаренгейту) из-за излучения Юпитера».

Это звучит не очень жарко — здесь, на Земле, это был бы прекрасный теплый день, — но этого было бы достаточно, чтобы растопить любой поверхностный лед, образовав значительные океаны, которые, в свою очередь, создали бы атмосферу из водяного пара.

Даже сегодня Ио не может удерживать в своей атмосфере газы, образующиеся в результате активной вулканической деятельности. Они быстро просачиваются в космос, питаясь кольцом плазмы, которое окружает Юпитер, в конечном итоге питаясь газовым гигантом и способствуя его постоянным ультрафиолетовым полярным сияниям. Раньше, когда луна только формировалась, атмосферный выброс происходил бы точно так же, выбрасывая водяной пар в космос, оставляя Ио более обезвоженным, чем что-либо еще в Солнечной системе.

Влияние на Европу было бы меньшим, чем наблюдаемое на Ио, оставив после себя достаточно для глобального поверхностного океана и его толстого ледяного покрова. Невероятно, но сегодня этот океан представляет собой лужу по сравнению с тем, что было когда-то, и большая часть его первоначальной воды была потеряна из-за раннего свечения Юпитера.

Ганимед и Каллисто, самые удаленные от Юпитера галилеевские спутники, примерно одинаковое процентное содержание льда и камня; они остались бы в значительной степени незатронутыми ранним облучением, и любые изменения между ними были бы результатом различий в их последующей эволюции.

Выводы, по мнению Бирсона и его коллег, предлагают аккуратное и правдоподобное объяснение за странные различия в составе четырех галилеевых спутников, которые, как считается, образовались из одного и того же облака пыли, вращающегося вокруг Юпитера.

«Нестабильные запасы, которые мы видим сегодня на галилеевом спутнике, могли быть результатом одного сильный процесс, или многие действуют согласованно», — заключают исследователи.

«В этой работе мы обнаружили, что нагрев Юпитера мог удалить любые запасы воды на Ио в первые несколько миллионов лет, если бы они присутствовали… В целом мы показываем, что этот процесс следует учитывать, когда другие пытаются объяснить наблюдаемый градиент плотности».

Исследование было представлено на 54-й конференции по лунным и планетарным наукам.