Одна из лун Юпитера светится в темноте. На первый взгляд это, пожалуй, неудивительно, ведь наша собственная Луна светится в темноте, отражая свет Солнца. Юпитер находится далеко отсюда, но наша звезда несмотря на расстояние, освещает планету и ее многочисленные спутники, включая Европу. Европа, как, вероятно знает читатель, отличается от остальных 78 лун газового гиганта. Так, согласно результатам последних исследований, Европа может светиться даже на своей ночной стороне, мерцая без всякой помощи Солнца. Так как магнитное поле Юпитера является самым большим из всех других планет Солнечной системы, излучение в его границах во много миллионов раз интенсивнее, чем излучение вблизи Земли. Высокоэнергетические частицы постоянно бомбардируют Европу – мир с тонкой атмосферой, который немногим меньше Луны. И когда эти частицы ударяются о покрытую льдом поверхность спутника Юпитера, причуда химии может заставить спутник светиться в темноте.
Иллюстрация спутника Юпитера Европы, показывающая, как он может выглядеть, когда светится в темноте.
Почему Европа – особенный спутник Юпитера?
Поверхность этого ледяного мира такая же гладкая, как и поверхность нашей собственной планеты, за исключением нескольких трещин, вызванных гравитационными приливами Юпитера. Хотя Европа является шестой ближайшей луной к газовому гиганту, ее магнитное поле помогает защитить ее от излучения планеты-хозяина.
При этом поверхность Европы настолько холодная, что лед на ней твердый, как бетон.
Наблюдения с помощью космических аппаратов и наземных телескопов показывают, что местность усыпана такими химическими соединениями, как хлорид натрия и сульфат магния. На Земле мы знаем их как поваренную соль и английскую соль.
Соли, разбросанные по поверхности Европы – и есть необходимый ингредиент для странного свечения. Как оказалось, излучение Юпитера оказывает на эти соединения такое же воздействие, как большая чашка кофе на человека. Если выпить слишком много кофе, то вы почувствуете перевозбуждение. Примерно то же самое, как пишет The Atlantic, происходит с молекулами и атомами. Но молекулы и атомы не могут долго оставаться в возбужденном состоянии, а потому возвращаются в нормальное состояние, испуская энергию в виде видимого света – фотонов.
Поверхность Европы в объективе аппарата Juno
Как отмечают авторы работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, свечение Европы – это больше, чем красивое световое шоу; оно может помочь исследователям узнать больше о том, что сокрыто под ее ледяной корой. С тех пор как миссии «Вояджер» впервые пролетели мимо Европы в 1970-х годах, ученые полагали, что на этой луне есть соленый океан, согретый внутренним теплом, подогреваемым Юпитером.
Когда Европа вращается вокруг планеты по своей вытянутой орбите, гравитация Юпитера растягивает и сжимает весь спутник, создавая тепло, которое поддерживает океан в жидком состоянии. Сегодня ученые подозревают, что в морском океане Европы могут существовать микробные формы жизни. Подробнее о том, какой может жизнь на спутнике этого газового гиганта, я рассказывала в этой статье.
Космос в лаборатории
Ученые смоделировали множество необычных особенностей Европы в лаборатории, чтобы воссоздать окружающую среду луны. Но они не были готовы к тому, что обнаружили: зеленоватый или голубоватый свет испускается ледяной луной из-за излучения ее планеты-хозяина, Юпитера. В зависимости от соединений, входящих в состав льда, свечение может выглядеть зеленым или синим цветом с различной степенью яркости. Полученные результаты подробно изложены в работе, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Когда исследователи смоделировали Европу, купающуюся в радиации, она произвели свечение, которое варьировалось от зеленого до голубоватого и неоново-белого, в зависимости от того, какие соли ученые смешали со льдом. Примечательно, что вне лаборатории этот эффект не возникает естественным образом ни на нашей Луне, ни на Земле. Самое похожее на это свечение на нашей планете исходит от северного сияния, которое возникает, когда частицы, дрейфующие от Солнца, встречаются с частицами, захваченными магнитным полем нашей планеты.
Как пишут авторы исследования в своей работе, «этот светящийся эффект наблюдается по всей Европе, но, вероятно, слишком тускл, чтобы заметить его в солнечном сиянии на дневной стороне луны. На темной стороне Европа отбрасывает свое мечтательное сияние в темноту космоса.»
Столбы воды, извергающиеся на Европе в представлении художника.
Согласно ведущей на сегодняшний день теории, в течение многих миллионов лет материалы из водных глубин Европы поднимались на поверхность, и наоборот. Наличие солей на поверхности льда Европы и внутри него может являться прямым признаком того, что океанская вода поднималась снизу, доставляя эти соли и, возможно, другие материалы на поверхность спутника.
Жизнь на Европе
Новое открытие не только подчеркивает уникальность Европы, но также может помочь астрономам обнаружить признаки жизни на ледяной луне. Ученые давно подозревали, что под потрескавшейся ледяной поверхностью спутника Юпитера скрывается огромный океан жидкой воды, вдвое больший, чем океаны на земле. И эта сверххолодная вода может являться приютом для инопланетной жизни.
Напомню, NASA готовится к запуску миссии на Европу в середине 2020-х годов. Аппарат Europa Clipper будет изучать поверхность луны, и исследователи, стоящие за новым открытием, также надеются, что смогут наблюдать свечение Европы в реальной жизни. При этом авторы работы отмечают, что из-за радиации непосредственно на поверхности ледяной луны вряд ли смогут выжить какие-либо микроорганизмы.
«Мы, вероятно, не обнаружим на поверхности Европы рыбу, но мы могли бы найти какую-то интересную химию, которая помогла бы нам понять, какие химические процессы могут быть доступны для жизни в подледном океане», – пишут авторы научной работы.
Ирландцы нашли российскую капсулу времени