Секреты ледяной оболочки спутника Юпитера раскрыты благодаря наземному радару

Фото из открытых источников

Спутник Юпитера, Европа, стал ценным объектом для астробиологов и поисков жизни за пределами Земли. Это связано с тем, что на этом небольшом спутнике, немного меньшем, чем Луна Земли, находится огромный подповерхностный океан жидкой воды, который, по оценкам ученых, содержит примерно вдвое больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Как видно на Земле, вода – это жизнь, поэтому ученые стремятся продолжать исследовать Европу всеми возможными способами, чтобы определить, может ли она содержать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, или даже в том виде, в каком мы ее не знаем.

Поскольку последним аппаратом НАСА, который провел углубленное исследование Европы в 2003 году, был космический аппарат «Галилео», ученым пришлось полагаться на другие методы изучения этого небольшого спутника. К ним относится использование наземных приборов для изучения ледяной поверхности Европы, о чем говорится в недавнем исследовании, представленном на 248-й конференции Американского астрономического общества в начале этого месяца.

Для исследования ученые использовали комбинацию радара Солнечной системы Голдстоун НАСА и телескопа Грин-Бэнк Национального научного фонда США (NSF GBT) в течение 13 лет, с 2011 по 2024 год, чтобы выяснить, как ледяная поверхность Европы отражает радиолокационные сигналы. Целью исследования было восполнить многолетний пробел в знаниях о радиолокационных свойствах Европы, причем последнее исследование проводилось в 1987-1991 годах также с использованием радара Солнечной системы Голдстоун, но на этот раз в сочетании с обсерваторией Аресибо.

В итоге исследователи обнаружили, что яркость поверхности Европы, измеренная с помощью радара, также называемая радиолокационным «альбедо», значительно выше, чем у других планет Солнечной системы, что также согласуется с результатами исследования 1987-1991 годов. Кроме того, это открытие подтвердило, что ледяная поверхность Европы ведет себя скорее как зеркало, чем как отражающая поверхность, как это наблюдается у других планет Солнечной системы.

Наконец, полученные результаты подтверждают существование оптического и радиолокационного явления, известного как эффект когерентного обратного рассеяния в противостоянии (CBOE), который использовался для объяснения того, почему поверхности Европы и других галилеевых спутников, в частности Ганимеда и Каллисто, ярче, чем у других объектов Солнечной системы.

Было обнаружено, что CBOE демонстрирует высокую радиолокационную отражательную способность при прохождении через такие вещества, как чистый водяной лед, что подтверждает предположение о наличии подповерхностных океанов жидкой воды на всех трех спутниках. Это исследование также продемонстрировало точность и эффективность использования наземных приборов для изучения планетарных объектов, находящихся на таком большом расстоянии.

«Будущие планетологические исследования и космические миссии, такие как Europa Clipper НАСА, могли бы извлечь пользу из этого типа радиолокационных исследований», — сказал соавтор исследования Уилл Арментраут из обсерватории Грин-Бэнк. «По мере развития радиолокационных возможностей телескопа Грин-Бэнк и появления новых технологий, находящихся в стадии разработки, мы рассчитываем предоставить научному сообществу еще больше возможностей в этой области».

Данное исследование проводится в то время, когда космический аппарат НАСА «Европа Клипер» находится на этапе крейсерского полета к Европе, предполагаемая дата прибытия — апрель 2030 года, после запуска в октябре 2024 года. После прибытия, весной 2031 года, «Клиппер» начнет вращаться вокруг Европы, совершив около 50 пролетов, которые будут проводиться по вытянутым орбитам. Это необходимо для предотвращения воздействия магнитного поля Юпитера, излучающего мощную радиацию, которая может повредить компоненты космического аппарата. Главная цель «Клиппера» — определить, содержит ли Европа необходимые компоненты для жизни, в частности, жидкую воду, источник энергии и химические строительные блоки.

Европа, открытая Галилео Галилеем в 1610 году, впервые была сфотографирована космическими аппаратами НАСА «Пионер-10» и «Пионер-11» во время их пролётов в 1973 и 1974 годах соответственно. Позже эти снимки были дополнены изображениями, полученными космическими аппаратами НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2» во время их пролётов в 1979 году. Однако только в 1995 году космический аппарат НАСА «Галилео» вышел на орбиту Юпитера, получив невероятно подробные изображения Европы и данные, подтвердившие существование подповерхностного океана жидкой воды на основе показаний магнитометра «Галилео».