Учёные обнаружили сложную структуру подповерхностного льда спутника Юпитера Европа
Международная команда исследователей провела наиболее масштабное на сегодняшний день радарное исследование спутника Юпитера Европа, используя радарную систему Радарная система Голдстоун для изучения Солнечной системы и радиотелескоп Грин-Бэнк Национального научного фонда США. Наблюдения проводились в период с 2011 по 2024 год, в ходе которых Европу многократно «облучали» радиоволнами длиной 3,5 сантиметра, фиксируя отражённые сигналы с Земли.
Учёные установили, что ледяная поверхность Европы обладает необычно высокой способностью отражать радиоволны по сравнению с большинством планет и астероидов. Возвращённый сигнал характеризуется тем же типом круговой поляризации, что и переданный, что указывает на многократное рассеяние внутри чистого и пористого льда.
Исследователи связывают это явление с эффектом когерентного обратного рассеяния, при котором радиоволны многократно отражаются внутри ледяной структуры, усиливая итоговый сигнал. Такой механизм предполагает, что ледяная кора спутника обладает высокой прозрачностью и сложной внутренней структурой, способной эффективно многократно переизлучать радиоволны.
Особенностью работы стало использование бистатической схемы наблюдений, при которой передача сигнала осуществлялась с одного комплекса, а приём — сразу двумя разными наземными системами. Это позволило изучить, как изменяется отражение при разных углах между источником сигнала, спутником и наблюдателями. Результаты показали, что яркость отражённого сигнала остаётся практически постоянной даже при изменении угла наблюдения.
Это позволило учёным ограничить глубину проникновения радиоволн в ледяной слой и оценить его радиопрозрачность. Полученные данные важны для интерпретации будущих миссий, которые будут использовать ледопроникающий радар для изучения подповерхностных океанов.
Сравнение с наблюдениями конца 1980-х и начала 1990-х годов показало хорошее совпадение результатов, что подтверждает стабильность радарных свойств Европы на протяжении десятилетий. Это усиливает уверенность в том, что данные с Земли и будущих космических аппаратов можно анализировать в рамках единой физической модели.
Дополнительно исследователи зафиксировали возможное различие между ведущим и ведомым полушариями Европы: одно из них может быть немного ярче в определённой поляризации. Однако статистическая значимость этого эффекта пока недостаточна, и он требует дальнейшего подтверждения. В случае подтверждения это может быть связано с воздействием заряженных частиц магнитосферы Юпитера на структуру ледяной поверхности и её микрорельеф.
Полученные результаты имеют большое значение для будущих миссий, включая аппарат НАСА «Исследователь Европы», которые будут изучать спутник с орбиты. Учёные также отмечают, что развитие радарных технологий, включая модернизацию радиотелескопа Грин-Бэнк, позволит получать более точные данные о структуре ледяных миров.
Исследование было представлено на 248-й встрече Американского астрономического общества и вызвало большой интерес в научном сообществе.