Новый анализ данных Хаббла не нашёл доказательств гейзеров на спутнике Юпитера Европе

Более десяти лет предполагаемые гейзеры на Европе, ледяном спутнике Юпитера, считались одним из самых многообещающих признаков внутренней активности этого небесного тела. Их возможное открытие, объявленное в 2013 году благодаря наблюдениям космического телескопа Хаббл, подогрело интерес научного сообщества к этому покрытому льдом спутнику, под поверхностью которого может существовать огромный океан соленой воды. Эта гипотеза была особенно важна, поскольку она предлагала возможность изучать материал из внутреннего океана без необходимости бурения ледяной коры.

Однако теперь новое исследование, проведенное тем же автором, который отвечал за первоначальное открытие, а ныне работающим в Королевском технологическом институте KTH в Стокгольме, ставит под сомнение те самые выводы. Повторно проанализировав данные, собранные Хабблом в период с 1999 по 2020 год, исследователи обнаружили, что сигналы, интерпретированные в 2013 году как локальные выбросы водяного пара, вероятно, являются результатом ошибок совмещения изображений и неполного моделирования чрезвычайно разреженной атмосферы Европы.

Это исследование представляет собой редкий случай, когда сами авторы первоначального открытия критически пересмотрели свои выводы в свете новых анализов и более точных инструментов. По мнению команды, статистических доказательств в пользу существования шлейфов сегодня недостаточно, чтобы подтвердить их наличие. Это не означает, что Европа геологически неактивна, а лишь говорит о том, что до сих пор не удалось убедительно доказать присутствие на ее поверхности действующих гейзеров.

Первоначальное открытие шлейфов было основано на ультрафиолетовых наблюдениях, выполненных с помощью спектрографа Space Telescope Imaging Spectrograph телескопа Хаббл. В 2013 году команда под руководством Лоренца Рота идентифицировала эмиссию водорода и кислорода над южным полюсом Европы, которая была интерпретирована как результат наличия шлейфов водяного пара, выбрасываемых в космос на высоту до 200 километров. В новом исследовании ученые заново изучили 23 набора изображений, собранных за более чем двадцать лет наблюдений, сосредоточившись в особенности на эмиссии водорода в линии Лайман-альфа.

Анализ подтвердил существование глобальной экзосферы водорода вокруг спутника с плотностью даже выше прежних оценок. Однако не было обнаружено никаких следов локальных выбросов, совместимых с гейзерами. По мнению исследователей, ключевой момент касается позиционирования диска Европы на детекторе Хаббла. Смещение всего на один или два пикселя было бы достаточно, чтобы искусственно создать более яркие области, превращая их в кажущиеся сигналы эмиссии. Тесты, проведенные учеными с синтетическими данными, показывают, что эти небольшие ошибки могут давать ложноположительные результаты со статистической значимостью выше 4 сигма.

Также решающую роль сыграло включение в новую модель глобальной экзосферы водорода. Диффузный сигнал, производимый этой разреженной атмосферой, изначально был интерпретирован как локальное избыточное излучение, тогда как новый анализ показывает, что это глобальное явление, распределенное по всему спутнику. Несмотря на пересмотр доказательств существования гейзеров, Европа продолжает оставаться одним из самых интересных тел Солнечной системы для изучения внеземной обитаемости. Наблюдения, собранные за последние десятилетия, указывают на наличие глобального океана, скрытого под десятками километров льда, который, вероятно, поддерживается в жидком состоянии приливным нагревом, возникающим из-за гравитационного взаимодействия с Юпитером.

Возможное существование шлейфов, тем не менее, остается одной из самых захватывающих гипотез. На Энцеладе, например, гейзеры воды и льда наблюдались непосредственно зондом Кассини, что дало ценную информацию о составе подповерхностного океана этого спутника Сатурна. Если бы подобные явления присутствовали и на Европе, будущие космические миссии могли бы отбирать пробы выбрасываемого в космос материала без необходимости посадки или бурения льда.

По словам Джузеппе Пиччони, исследователя из Национального института астрофизики Италии (INAF) в Риме, участвующего в миссии JUICE Европейского космического агентства, собранные до сих пор данные всегда оставались неоднозначными и никогда не давали окончательных подтверждений. Новые анализы, объясняет он, не исключают полностью существования шлейфов, но показывают, насколько сложно отличить реальные сигналы от инструментальных эффектов в ультрафиолетовых наблюдениях. Миссии JUICE (ESA) и Europa Clipper (NASA), которые прибудут в систему Юпитера в 2031 и 2030 годах соответственно, должны окончательно прояснить этот вопрос в ближайшие годы благодаря приборам, специально разработанным для изучения поверхности, атмосферы и недр ледяного спутника.