Які таємниці криються під поверхнею супутників Юпітера

Навколо Юпітера обертається багато дивовижних супутників, про які ми незабаром зможемо дізнатися більш летально. Розповідаємо про найцікавіші місяці Юпітера. 

Про це повідомляє sciencefocus.com.

Читайте також: Астероїд розміром з величезний хмарочос мчить до землі

Супутники Юпітера

Глибоко під солоним океаном морське дно потріскалося. Гарячі гази з нижніх шарів пузиряться у воді, підтримуючи колонії мікробного життя, які несуть існування далеко від залитої сонцем поверхні.

Це може звучати, як сцена з дна безкрайніх океанів Землі, але насправді це можливий опис Європи — одного з крижаних місяців, що обертаються навколо Юпітера. І завдяки майбутній місії Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) у нас нарешті з'явиться можливість з'ясувати, наскільки точним є цей опис.

Астробіологи - вчені, які шукають ознаки життя за межами нашої планети - давно дотримуються простої мантри: слідуйте за водою. Це тому, що кожна жива істота на Землі, від найдрібнішої бактерії до могутнього синього кита, потребує рідкої води, щоб вижити. 

У пошуках H₂O багато було зроблено в населеній зоні — вузькому кільці навколо зірки, де температура якраз підходить для рідкої води. Земля знаходиться в цьому регіоні, тому більша частина нашої води не замерзає і не кипить. Але населена зона - поняття недосконале.

"Принаймні п'ять об'єктів у зовнішній частині Сонячної системи мають підземні океани", - говорить доктор Марк Фокс-Пауелл, астробіолог. Всі вони знаходяться далеко за межами традиційної населеної зони. Три з цих океанів можна знайти під поверхнею трьох супутників Юпітера: Європи, Ганімеда і Каллісто. У Юпітера є власна населена зона. Необхідне тепло виходить не від сонця, а від гравітації Юпітера. Він розширює і стискає Місяці, нагріваючи їх, як м'ячі для сквошу.

Хоча ми багато разів були в системі Юпітера, ці супутники рідко були головною визначною пам'яткою. "Останній раз, коли ми безпосередньо вивчали їх, це був космічний корабель" Галілео" в 1990-х роках", — говорить Фокс-Пауелл. Замість цього увага, як правило, падала на саму планету-гігант. Але тепер є JUICE, спеціальна місія, яка прямує до своїх крижаних супутників.

Космічний корабель

В основі місії JUICE лежить космічний корабель, побудований Європейським космічним агентством (ЄКА). Він має невелику схожість з гігантським птахом, з крилами з сонячних батарей, що простягаються по обидві сторони від основного корпусу космічного корабля. Сонячне світло на Юпітері в 30 разів тьмяніше, ніж світло, що досягає Землі, тому панелі повинні бути великими. Вони займають площу, рівну 85 м², або приблизно половину розміру волейбольного майданчика.

Його антена, діаметром три метри, буде відправляти дані, які збирає JUICE, назад в центр управління польотами, хоча на подорож понад пів мільярда кілометрів до Землі піде майже дві години.

Esa працював над запуском JUICE в 2022 році, поки не вибухнула пандемія коронавірусу. Замість запланованого старту в наступаючому році тепер буде спостерігатися шалена активність, оскільки ЄКА щосили намагається повернути час, втрачений під час ізоляції, і провести останні приготування, необхідні для підготовки знаменної місії до її перенесеного запуску в 2023 році.

Початковий план JUICE полягав у тому, щоб вибрати заплутаний маршрут, що включає п'ять обльотів Землі, Венери і Марса, щоб використовувати гравітаційну міць планет, щоб відправити космічний корабель до Юпітера, подорож, яка повинна була зайняти 7,5 років. Esa ще не розкрила точних деталей нової часової шкали, але JUICE повинен прибути на Юпітер на початку 2030-х років. Опинившись там, він проведе не менше трьох років, досліджуючи Європу, Ганімед і Каллісто. До нього приєднається місія НАСА Europa Clipper, запуск якої в даний час запланований на 2024 рік, а прибуття — на квітень 2030 року.

Місяці Юпітера

Ми давно знаємо про ці місяці. Поряд з Іо — найбільш вулканічно активним місцем Сонячної системи — Європа, Ганімед і Каллісто складають так звані "Галілеєві супутники", вперше помічені італійським астрономом Галілеєм на початку XVII століття.

З тріо, на якому JUICE зосередиться, Європа, як правило, привертає до себе загальну увагу. Це тому, що під його крижаною кіркою знаходиться океан, який містить більше рідкої води, ніж всі моря, озера і річки Землі разом узяті. Якщо в наших океанах плаває життя, чи може те ж саме бути і на Європі?

Частина проблеми полягає в тому, що океан ховається під товстою крижаною поверхнею. На щастя, вчені вважають, що крижана кірка і вода взаємодіють, як розплавлена порода під поверхнею Землі, яка проривається під час вулканічної активності. "Це означає, що ми можемо використовувати матеріал на поверхні для непрямого вивчення океанів", — говорить Фокс-Пауелл.

Можливо, ми навіть зможемо зібрати зразок цього матеріалу, незважаючи на те, що JUICE не може приземлитися на Європі. Космічний корабель доставляє до Юпітера 10 високоточних інструментів, у тому числі Particle Environment Package (PEP). "Він призначений для вивчення пилу та інших молекул, піднятих з поверхні", - говорить Фокс-Пауелл. 

Якщо в океанах Європи є організми, їм потрібне джерело енергії. Приховані під крижаною кіркою, вони не можуть отримати цю енергію від сонця. Фокс-Пауелл бачить два можливі варіанти. Система Юпітера являє собою середовище, наповнене інтенсивним рівнем радіації, оскільки магнітне поле Юпітера відкидає і направляє навколо себе високоенергетичні частинки.

Це змінює хімічний склад льоду. Один з можливих сценаріїв полягає в тому, що радіація розщеплює воду на водень і кисень, і цей кисень потенційно просочується назад в океан знизу. Інші потенційні побічні продукти включають сполуки, що містять сірку. JUICE допоможе нам дізнатися більше про цю межу океану і поверхні і про те, наскільки умови підходять для біології.

Як альтернатива життя могло колонізувати дно океану. На Землі існують цілі спільноти організмів, які живуть на морському дні взагалі без сонячного світла. Джерелом їх енергії є гідротермальні джерела-тріщини на кордоні між океаном і гарячими надрами землі. JUICE може допомогти нам побачити, наскільки геологічно активні надра Європи.

Можливість вивчити Каллісто

Хоча Європа привертає левову частку суспільної уваги, вона не є головною метою. Місія пролетить повз Європу лише двічі, але пролетить повз Каллісто 12 разів. Каллісто - найвіддаленіший з чотирьох галілеєвих місяців, тому на нього найменше впливає гравітація і радіація Юпітера. На відміну від Європи, поверхня якої постійно видозмінюється через матеріал, що піднімається з-під льоду, Каллісто має найстарішу поверхню в Сонячній системі. Незмінний протягом мільярдів років, він поцяткований більшою кількістю ударних кратерів, ніж будь-яке інше тіло, що обертається навколо Сонця.

Астрономи підозрюють, що під древньою поверхнею Каллісто знаходиться океан глибиною 200 км. Саме тут інструмент Juice Radar for Icy Moons Exploration (RIME) вступить в дію. Він буде передавати радіохвилі, здатні проникати крізь крижані оболонки галілеєвих супутників на глибину близько дев'яти кілометрів. По тому, як радіохвилі відбиваються назад, ми зможемо дізнатися більше про внутрішню структуру Місяців.

Інший підхід буде забезпечений інструментом гравітації та геофізики Юпітера та галілеєвих місяців (3gm). Він буде вимірювати гравітаційні поля Каллісто та інших крижаних супутників, що покаже, як різні шари матеріалу, включаючи воду всередині них.

JUICE також буде використовувати Каллісто для підтримки. Диспетчери місії використовуватимуть гравітацію Місяця, щоб збільшити кут нахилу космічного корабля приблизно на 30, щоб він міг краще розглянути полярні регіони Юпітера-джерело великого і інтенсивного магнітного поля Юпітера.

Інші новини про космос:

• До Землі наближається потенційно небезпечний астероїд, який може зіткнутися з планетою в 2023 році. Подробиці - в матеріалі.
• Протягом своєї багатовікової історії людство часто стикалося з загадковими подіями, пояснити які було майже неможливо. І до таких подій можна віднести і НЛО, які неодноразово бачили в різних куточках планети.