ALMA не нашла мощных гейзеров на спутнике Юпитера Европе

Планетологи при помощи системы радиотелескопов ALMA не обнаружили на поверхности ледяного спутника Юпитера Европы следов активности гейзеров, связанных с подповерхностным океаном. Однако возможно, что гейзеры все же были в период наблюдений и просто не содержат ряд молекул, которые искала ALMA. Препринт работы доступен на arXiv.org.

Европа — один из четырех крупных спутников Юпитера, ее радиус составляет 1560 километров. Она выделяется среди других спутников планет тем, что обладает глобальным подповерхностным водным океаном, скрытым под ледяной корой, который считается одной из главных целей поисков следов жизни за пределами Земли. Однако споры о потенциальной обитаемости европеанского океана не утихают, так как есть как доводы в пользу пригодности океана к жизни бактерий, так и доводы в пользу плохой пригодности.

Чтобы уточнить состав океана, астрономы изучают шлейфы гейзеров, которые ранее наблюдали телескоп «Хаббл» и зонд «Галилео». Гейзеры образуются, когда вода из океана достигает поверхности спутника через трещины и разломы. Однако телескоп «Джеймс Уэбб», наблюдая в прошлом году за Европой, гейзеров не заметил, предполагается, что подобная активность может быть спорадической и слабой.

Группа планетологов во главе с Мартином Кординером (Martin Cordiner) из Отдела исследования Солнечной системы Центра космических полетов имени Годдарда опубликовала результаты анализа данных субмиллиметровых наблюдений за Европой, полученных при помощи системы радиотелескопов ALMA в линиях HCN, H₂CO, SO₂ и CH₃OH в мае-июне 2021 года.

Сравнение данных ALMA с архивными данными оптических наблюдений за Европой показывает, что существует негативная корреляция между оптическим альбедо поверхности и яркостной температурой, измеренной в субмиллиметровом диапазоне. Области с низкой яркостной температурой могут быть связаны с зонами с относительно высоким содержанием водяного льда или низким содержанием гидратированных минералов. Наличие ударных кратеров и связанных с ними оптически ярких выбросов также приводит к видимому снижению яркостной температуры. Высокое среднее оптическое альбедо Европы достигается за счет водяного льда, однако отражательная способность снижается в присутствии солей, минералов и продуктов радиолиза льда.

Сравнение данных ALMA с моделью распространения шлейфа гейзера не выявило никаких доказательств наличия в экзосфере выбранных молекул в газовой фазе, связанной с выбросами с поверхности Европы. В предположении, что производительность гейзера составляет 10²⁹ молекул воды в секунду, верхний предел содержания молекул H₂CO составляет 1,6 × 10²⁵ молекул в секунду, что значительно меньше, чем наблюдалось в шлейфах гейзеров спутника Сатурна Энцелада. Верхний предел для HCN составляет 3,8 × 10²⁴ молекул в секунду, что также сильно меньше, чем в случае Энцелада.

Таким образом, либо гейзерная активность Европы достаточно слаба и носит непостоянный характер, либо, если гейзеры были активны во время наблюдений ALMA, то они содержат очень небольшое (или даже нулевое) количество выбранных молекул. Любопытно, что отсутствие H₂CO в шлейфах Европы может означать, что в них могут преобладать соединения из океана. Дальнейшие наблюдения за Европой будут сосредоточены на молекулах, найденных в шлейфах Энцелада, таких, как NH₃, NaCl и KCl.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел на поверхности Европы углекислый газ из подповерхностного океана.