Європа. Кредит зображення: NASA Натисніть, щоб збільшити
Відкриття того, що Луна Європа Юпітера, швидше за все, має холодний солоний океан під замерзлою крижаною корою, внесла Європу до списку об'єктів нашої Сонячної системи, які астробіологи хотіли б вивчити далі. На II конференції «Системи земних процесів» у Калгарі, Канада, Рон Грілі, планетарний геолог та професор геології Державного університету Арізони у Фініксі, штат Арізона, виступив з доповіддю, підсумовуючи те, що відомо про Юпітер та його місяці та що ще належить відкрити. .
Існувало шість космічних апаратів, які досліджували систему Юпітера. Перші два були космічними кораблями "Піонер" у 1970-х роках, які пролетіли за системою Юпітера та зробили кілька коротких спостережень. За ними пішов космічний корабель Voyager I та II, який дав нам перші детальні види галілейських супутників. Але більшість інформації ми отримали від місії "Галілео". Зовсім недавно з'явився проліт космічного корабля Кассіні, який пройшов Юпітером і зробив спостереження на шляху до Сатурна, де він зараз працює. Але майже все, що ми знаємо про геологію системи Юпітера, і зокрема про галілейські супутники (Іо, Європа, Ганімед і Каллісто), походило з місії Галілео. Галілей дав нам неймовірне багатство інформації, яку ми все ще перебуваємо в процесі аналізу.
Є чотири галілейські супутники. Іо, найпотаємніший, є вулканічно найактивнішим об’єктом Сонячної системи. Він отримує свою внутрішню енергію від припливного напруження у внутрішніх приміщеннях, коли воно штовхається між Європою та Юпітером. Вибуховий вулканізм, який ми бачимо там, дуже вражає. Є шлейфи, які викидаються приблизно на 200 кілометрів (124 милі) над поверхнею. Ми також бачимо вивержений вулканізм у вигляді потоків лави, що вивергаються на поверхню. Це дуже високотемпературні, дуже текучі потоки. На Іо ми бачимо, що ці потоки простягаються на сотні кілометрів по всій поверхні.
Усі супутники Галілея знаходяться на еліптичних орбітах, це означає, що іноді вони знаходяться ближче до Юпітера, в іншому випадку - далі, і їх сусіди відштовхують. Це генерує внутрішнє тертя до достатнього рівня, у випадку Іо, щоб розтопити внутрішні приміщення та "прогнати" вулкани. Такі самі процеси відбуваються і в Європі. І існує можливість силікатного вулканізму, що знаходиться під крижаною корою на Європі.
Ганімед - найбільший супутник Сонячної системи. Він має зовнішню крижану оболонку. Ми вважаємо, що в ньому є льодовий океан рідкої води над силікатним ядром і, можливо, невелике внутрішнє металеве ядро. Ганімед зазнав геологічних процесів з моменту його утворення. Він має складну історію, в якій переважають тектонічні процеси. Ми бачимо поєднання дуже старих особливостей і дуже молодих рис. На його поверхні ми можемо побачити складні структури фактури, що перетинають старі структури руйнування. Поверхня розбита на блоки, які були зміщені на переважаючий, очевидно, рідкий внутрішній салон. Ми також бачимо історію наслідків періоду раннього обстрілу. Розчісування тектонічної історії Ганімеда - це процес, який триває.
Каллісто - найвіддаленіший із супутників Галілея. Він також був підданий ударам бомбардування, відображаючи історію раннього нарощування Сонячної системи взагалі та системи Юпітера зокрема. На поверхні переважають кратери всіх розмірів. Але ми були здивовані відсутністю дуже крихітних кратерів. Ми бачимо дуже крихітні кратери удару на свого сусіда, Ганімеда; ми їх не бачимо на Каллісто. На наш погляд, існує певний процес, який полягає в тому, що це стирання маленьких кратерів, але лише в окремих місцях на Місяці. Це таємниця, яка не була вирішена: Який процес видалення крихітних кратерів в деяких районах, або, можливо, вони не утворилися там чомусь для початку? Знову ж таки, це тема поточних досліджень.
Хоча я хочу поговорити насамперед про Європу. Європа - це приблизно розмір місяця Землі. Це насамперед силікатний предмет, але він має зовнішню оболонку Н2О, поверхня якої застигла. Загальний об'єм води, що покриває її силікатні нутро, перевищує всю воду на Землі. Поверхня цієї води замерзла. Питання: Що під цією замороженою оболонкою? Чи є твердий лід аж до дна, чи є рідкий океан? Ми думаємо, що під крижаною скоринкою є рідка вода, але ми не знаємо цього точно. Наші ідеї базуються на моделях, і, як і всі моделі, вони підлягають подальшому вивченню.
Причина, по якій ми думаємо, що на Європі є рідкий океан, пов'язана з поведінкою індукованого магнітного поля навколо Європи, яке вимірювалося магнітометром на Галілео. Юпітер має величезне магнітне поле. Це, в свою чергу, викликає магнітне поле не тільки на Європі, але і на Ганімеда та Каллісто. Спосіб поведінки індукованого магнітного поля узгоджується з наявністю підземного солоного рідкого океану не лише на Європі, а й на Ганімеде та Каллісто.
Ми знаємо, що поверхня - це водяний лід. Ми знаємо, що присутні неледені компоненти, до яких входять різні солі. І ми знаємо, що поверхня була оброблена геологічно: її ламали, загоїли, розламували неодноразово. Ми також бачимо відносно мало кратерів ударів по поверхні. Це вказує на те, що поверхня геологічно молода. Європа сьогодні може навіть бути геологічно активною. Зображення одного регіону, зокрема, показують поверхню, яка була сильно розбита. Крижані плити були розбиті і зміщені в нові положення. Матеріал потріскався між тріщинами, потім, мабуть, замерз, і ми думаємо, що це могло бути одним із місць, де був матеріал, що вивівся, можливо, керований припливом, про який я говорив раніше.
Ми схильні забувати масштаби речей у планетарних науках. Але цих крижаних блоків величезна кількість. Коли ми думаємо про майбутні розвідки, ми б хотіли зійти на поверхню і зробити певні ключові вимірювання. Отже, ми повинні думати про системи космічних кораблів, які могли б приземлитися в такій місцевості. Оскільки саме в цих місцях можуть бути матеріали, отримані з-під льоду, вони є найвищим пріоритетом для дослідження. І все-таки, як це часто трапляється в планетарних розвідках, до найцікавіших місць найскладніше дістатися.
То що б ми хотіли знати? Перше і найголовніше - «поняття океану». Чи існує рідка вода чи ні? Крижана оболонка товста чи тонка? Якщо там океан, наскільки товста крижана кора? Це дуже важливо знати, коли ми думаємо про вивчення можливого рідкого океану на Європі: Якщо ми хочемо потрапити в океан, наскільки глибоко ми повинні пройти лід? Який вік поверхні? Ми говоримо "молоді", але це лише відносний термін. Це тисячі, сотні тисяч, мільйони чи навіть мільярди років? Моделі дозволяють досить розширитись у віках, грунтуючись на частоті ударних кратерів. Які сьогоднішні середовища є сприятливими для астробіології? А якими були середовища в минулому? Чи були вони однаковими, чи змінилися через час? Відповіді на ці запитання потребують нових даних.
Інша річ, яка викликає наш інтерес до вивчення галілейських супутників, намагається зрозуміти їхню геологічну історію. Певною мірою різноманіття, яке ми бачимо, від Іо до Європи до Ганімеда і Каллісто, може бути пов'язане з кількістю енергії припливу, яка рухає системою. Максимальна енергія приливу приводить в рух вулканізм, який так домінує на Іо. З іншого боку, дуже мало енергії припливів на Каллісто призводить до збереження рекордів щодо впливу. Європа і Ганімед знаходяться між цими двома крайніми випадками.
Загальна площа поверхні трьох крижаних лун Юпітера (Європа, Ганімед і Каллісто) більша за площу поверхні Марса, і насправді приблизно еквівалентна всій суходольній поверхні Землі. Тож, коли ми обговорюємо розвідку крижаних галілейських супутників, є багато рельєфу для покриття.
Щодо майбутньої розвідки, дозвольте мені поділитися невеликою історією. Три роки тому NASA створила проект «Прометей». Проект «Прометей» передбачає розвиток ядерної енергетики та ядерного рушія, що не розглядалося серйозно протягом досить тривалого часу. Першою місією, яка була здійснена в рамках проекту «Прометей», був орбітальний «Юбітер Крижаних Лунних орбіт», або JIMO. Метою було дослідження трьох крижаних лун у контексті системи Юпітера. Це був дуже амбітний проект. Ну, на початку цього року JIMO було скасовано. Але схоже, що цього року у Європі буде затверджено геофізичну орбіту для Європи. Зараз розглядаються початкові кроки щодо отримання космічного корабля. Європа є дуже високим пріоритетом для розвідки, і, визнаючи цей пріоритет, ця місія, швидше за все, відбудеться.
Чому нас так цікавить Європа? Коли ми говоримо про астробіологію, ми розглядаємо три інгредієнти для життя: воду, правильну хімію та енергію. Їх присутність не означає, що чарівна іскра життя колись сталася, але це те, що, на наш погляд, потрібно для життя. І тому, як я окреслив, усі три крижані місяці Юпітера є потенційними мішенями. Але Європа є найвищим пріоритетом, оскільки, здається, має максимум внутрішньої енергії.
Тож, звичайно, спершу ми хотіли б дізнатися: чи є океан, так чи ні?
Тоді яка тривимірна конфігурація крижаної кори? Ми знаємо, що організми можуть жити в переломах і тріщинах арктичного льоду. Такі тріщини, ймовірно, можуть бути присутніми і в Європі, і можуть стати нішами, які представляють великий інтерес для астробіології.
Потім ми хочемо зіставити органічні та неорганічні композиції поверхні. Ми бачимо в даних, які існують сьогодні, що поверхня неоднорідна. Це не просто чистий лід на поверхні. Є деякі райони, які здаються багатшими нелідиними компонентами, ніж інші місця. Ми хочемо відобразити цей матеріал.
Ми також хочемо відобразити цікаві особливості поверхні та визначити місця, які є найважливішими для подальшої розвідки, включаючи десант.
Тоді ми хочемо зрозуміти Європу в контексті середовища Юпітера. Наприклад, як впливає радіаційне середовище, нав'язане Юпітером, хімією поверхні на Європі?
Зрештою, ми хочемо зійти на поверхню, тому що є ряд речей, які ми можемо зробити лише з поверхні. Ми маємо велике багатство даних місії Galileo і сподіваємось отримати ще більше від потенційної місії Європи, але це дані дистанційного зондування. Далі ми хочемо висадити на поверхню приземляючий пристрій, який міг би здійснити критичні вимірювання правдивості землі, щоб розмістити дані дистанційного зондування в контекст. І тому в науковій спільноті ми вважаємо, що для наступної місії до Європи та системи Юпітера слід мати якийсь приземлений пакет. Але буде це насправді чи ні, будьте в курсі!
Оригінальне джерело: NASA Astrobiology
