Новые открытия о луне Юпитера: как ледяная оболочка Европы препятствует поиску жизни

Недавние исследования, проведенные командой ученых под руководством планетолога Луджендры Оджи из Рутгерского университета, ставят под сомнение представления о том, как вода может подниматься из океана под ледяной оболочкой луны Юпитера, Европы. Эти выводы основаны на данных, полученных в ходе миссий Voyager и Galileo, которые подтвердили наличие глобального океана под замерзшей коркой Европы, содержащего более чем в два раза больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые.

Миссия Europa Clipper

В настоящее время NASA осуществляет миссию Europa Clipper, которая находится в пути к Юпитеру на расстояние 1,8 миллиарда миль. Основная задача этого космического аппарата — оценить возможность существования жизни на Европе. В рамках миссии запланировано 49 близких пролётов мимо луны, во время которых ученые надеются обнаружить гигантские водяные струи или теплые участки поверхности, которые могут быть связаны с подземным океаном. Это дало бы возможность проанализировать химию скрытого океана из орбиты.

Проблемы с подъемом воды

Тем не менее, новое исследование указывает на то, что любые обнаруженные мелководные участки могут не быть прямым окном в океан Европы. Моделирование, проведенное командой Оджи, показало, что ледяная оболочка Европы является гораздо более серьезным барьером, чем предполагалось ранее. Компьютерные симуляции, моделирующие физику движения воды через трещины в льду, показали, что жидкость, поднимающаяся из океана, будет двигаться турбулентно, быстро терять тепло и замерзать, закрывая трещины — зачастую всего за несколько часов.

Хаотичное движение воды

Ранее считалось, что вода будет течь плавно через эти пути, однако новые данные показывают, что реальная физика создает гораздо более хаотичное движение. Вместо равномерного потока, поднимающаяся вода сталкивается с холодными стенками трещин, теряя тепло очень быстро. "Она будет двигаться влево и вправо, вверх и вниз, создавая вихревое движение", — поясняет Оджи. Это приводит к тому, что вода охлаждается очень быстро по мере приближения к поверхности.

Суперохлаждение и образование фразильного льда

При быстром охлаждении вода остается жидкой ниже своей стандартной точки замерзания благодаря процессу, известному как суперохлаждение. Это явление приводит к образованию мелких, кашицеобразных кристаллов льда, известных как фразильный лед, которые быстро накапливаются и забивают путь. Хотя более широкие трещины теоретически могут пропускать большие объемы воды, результаты исследования показывают, что для предотвращения полного замерзания такие каналы должны быть "нереалистично длинными или встречаться в большом количестве".

Влияние на интерпретацию данных

Эти открытия могут изменить подход ученых к интерпретации данных, получаемых от Europa Clipper, который должен прибыть к Юпитеру в апреле 2030 года, а также от миссии Европейского космического агентства Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), запланированной на июль 2031 года. Если эти космические аппараты обнаружат мелкие водные бассейны или подобные поверхности, исследование Оджи предполагает, что они, скорее всего, образованы локальным таянием внутри ледяной оболочки, а не прямыми подъемами из глубокого океана.

Заключение

Эти выводы помогут будущим миссиям лучше интерпретировать полученные данные и понять, где искать признаки обитаемости. Исследование было опубликовано 23 июля в журнале Nature Astronomy.