Прямые измерения помогли определить толщину коры спутника Юпитера Европы

Космический аппарат NASA «Юнона» позволил получить новую оценку толщины ледяной коры, покрывающей спутник Юпитера Европу. Данные, собранные микроволновым радиометром MWR во время пролета 29 сентября 2022 года, указывают, что внешняя ледяная оболочка в наблюдаемом регионе имеет среднюю толщину около 29 километров.

Эта оценка представляет собой первое прямое наблюдение, которое позволяет сделать выбор между моделями «тонкой» и «толстой» коры, колебавшимися в прошлом от 1-3 до десятков километров. Понимание истинной глубины ледяного панциря является фундаментальным шагом для оценки внутренних условий Европы и потенциальной обитаемости её подповерхностного соленого океана. Европа, которая немного меньше нашей Луны, считается одной из главных целей в поисках сред, где могут существовать условия, благоприятные для жизни за пределами Земли. Ученые полагают, что под толстой ледяной корой существует глобальный океан жидкой воды, нагреваемый приливными силами мощной гравитации Юпитера.

Результаты «Юноны», опубликованные в журнале Nature Astronomy, проливают новый свет на эти вопросы и предоставляют важную основу для сравнения с будущими миссиями, посвященными изучению Европы, такими как Europa Clipper от NASA и JUICE от ESA, которые прибудут в систему Юпитера в ближайшие годы. Во время близкого пролета в сентябре 2022 года «Юнона» прошла на расстоянии около 360 километров от ледяной поверхности, собрав данные с помощью радиометра примерно с половины спутника. Инструмент, изначально предназначенный для зондирования глубокой атмосферы Юпитера, измерил температуру льда на различных глубинах, что позволило ученым определить термическую и физическую структуру коры. Полученные сигналы указывают, что холодная, жесткая и проводящая часть оболочки, состоящая в основном из чистого водяного льда, простирается примерно на 29 километров. Исследователи подчеркивают, что если под жесткой корой существует более теплый конвективный слой, общая толщина коры может быть больше, чем указано только по холодной части. С другой стороны, наличие солей, растворенных во льду, может уменьшить оценку примерно на 3 километра, поскольку они изменяют тепловые свойства материала.

Помимо оценки толщины, данные микроволнового радиометра также выявили детали микроструктуры льда вблизи поверхности. Анализ показал наличие неоднородностей, таких как трещины, поры и пустоты в пределах первых нескольких сотен метров льда. Эти структуры, размером не более нескольких сантиметров, взаимодействуют с электромагнитными волнами радиометра, рассеивая сигнал аналогично тому, как видимый свет рассеивается внутри кубика льда. Их присутствие указывает на то, что поверхностный лед более сложен, чем предполагалось ранее, с возможными последствиями для жесткости и геологической истории этих регионов. Ученые считают, что эти неоднородности недостаточно велики или глубоки, чтобы позволить прохождение кислорода и веществ, полезных для жизни, в подледный океан. Для того чтобы эти элементы действительно проникали вглубь, необходимы гораздо более крупные каналы. Таким образом, основываясь на толщине льда и его структуре вблизи поверхности, похоже, что связь между поверхностью и внутренним океаном минимальна. Это может затруднить наличие условий, благоприятных для жизни. Собранные данные будут очень полезны для будущих миссий. Тем временем зонд «Юнона» продолжит изучение планеты и её спутников, а его следующий, уже 81-й пролет Юпитера с начала миссии, запланирован на 25 февраля 2026 года.