Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Europa Clipper определит состав льда на Европе по его свечению

NASA / JPL-Caltech

Планетологи выяснили, что ледяная поверхность спутника Юпитера Европы может светиться под воздействием потоков заряженных частиц из магнитосферы Юпитера. Это поможет межпланетной станции Europa Clipper определить, какие именно соли содержатся во льду спутника. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Европа считается одним из интереснейших тел в Солнечной системе с точки зрения астробиологии. Подобное внимание вызвано существующим под ее ледяной корой водным океаном, который не замерзает из-за разогрева недр спутника под действием приливных сил со стороны Юпитера. Одним из доказательств наличия океана являются гейзеры, выбрасывающие водяной пар, которые были зарегистрированы телескопом «Хаббл» и зондом «Галилео». На дне океана Европы могут идти гидротермальные процессы, что дает возможность для возникновения и поддержания жизни. 

Интенсивные потоки заряженных частиц (электроны, протоны и ионы) из магнитосферы Юпитера влияют на состав ледяной коры спутника и, возможно, на океан, если существует механизм их транспорта. Для проверки моделей обмена веществом между океаном и поверхность Европы и оценки степени его солености ученым необходимо знать с большой точностью состав коры, в частности содержание в ней катионов, таких как Na+ или Mg2+, и анионов, таких как Cl, CO3-, SO42−.

Группа планетологов во главе с Мурти Гудипати (Murthy Gudipati) из Лаборатории реактивного движения NASA решила в лабораторных условиях выяснить, что происходит при бомбардировке заряженными частицами смеси водяного льда и солей. Для этой цели они использовали установку ICE-HEART (Ice Chamber for Europa's High-Energy Electron and Radiation Environment Testing), где смесь, охлажденная до температуры сто кельвинов, подвергалась облучению пучком электронов с энергиями до 25 мегаэлектронвольт.

В ходе экспериментов наблюдалось свечение льда в оптическом диапазоне, при этом в спектрах были выделены три характерные эмиссионные полосы, а максимум излучения приходился на длину волны 525 нанометров. Добавление в лед хлорида или карбоната натрия подавляло свечение, в то время как сульфат натрия частично восстанавливал интенсивность свечения, а эпсомит (MgSO4•7H2O) усиливал его. Если температура льда увеличивалась до 142 кельвин, то интенсивность эмиссионных полос на длинах волн 330 и 525 нанометров увеличивалась, дальнейшее повышение температуры до 183 кельвин вело к уменьшению интенсивности излучения на этих длинах волн. После прекращения облучения свечение затухало в течение 0,1 секунды. 

Планетологи считают, что результаты работы можно использовать как метод для определения состава льда Европы. Предполагается, что бортовые камеры межпланетной станции Europa Clipper, запуск в космос которой намечен на 2025 год, смогут зарегистрировать радиационное свечение льда на ночной стороне спутника, что позволит определить, где поверхность спутника содержит больше натрия и хлора или магния или сульфатов.

Ранее мы рассказывали о том, как телескоп «Хаббл» подтвердил идею о том, что коричнево-желтую окраску поверхности Европы обеспечивает поваренная соль, подвергшаяся воздействию космического излучения.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.