Повторный анализ данных «Галилео» подтвердил гипотезу о подледном океане Каллисто

Планетологи нашли новые доказательства существования соленого глубокого океана под толстой ледяной корой спутника Юпитера Каллисто. Именно такие модели лучше всего объясняют данные наблюдений магнитометра аппарата «Галилео», говорится в статье, опубликованной в журнале AGU Advances.

Каллисто занимает по размерам второе место среди лун Юпитера и третье место среди спутников планет Солнечной системы. Долгое время она считалась неактивным в геологическом плане телом, поскольку поверхность обильно покрыта кратерами. Тем не менее анализ данных измерений магнитного поля, полученных в ходе восьми близких пролетов аппаратом «Галилео» в конце прошлого века, показал наличие крайне слабого (десятки нанотесла) индуцированного поля, которое может объяснить модель сильно соленого жидкого океана под толстой ледяной корой, который взаимодействует с магнитосферой Юпитера. Это делает Каллисто интересной целью для планетологов и астробиологов, хотя существование океана на спутнике до сих пор остается предметом обсуждений. Дело в том, что необходимо учитывать влияние плазмы на данные магнитометра вблизи Каллисто. Также на измерения могла повлиять ионосфера, которая (как и океан) выступает в качестве проводящей среды, сильно затрудняя однозначную интерпретацию данных наблюдений «Галилео».

Группа планетологов во главе с Кори Кокрейном (Corey J. Cochrane) из Лаборатории реактивного движения NASA представила результаты нового анализа данных магнитометра «Галилео», полученных у Каллисто в ходе шести близких пролетов. Исследователи определяли величины индуцированного поля с вычтенным из него вкладом возмущений, порождаемых плазменными токами в магнитосфере Юпитера и другими источниками, и пытались понять, чем оно может создаваться — ионосферой, океаном или их комбинацией. Ученые также использовали данные предыдущих исследований и моделирований свойств Каллисто.

Для подбора наиболее подходящей модели внутреннего строения Каллисто, которая включала в себя проводящую ионосферу, непроводящие ледяную кору и мантию, а также проводящий океан, использовался как метод сравнения полученных магнитных моментов с большим ансамблем прямых моделей, так и метод многочастотной инверсии данных. При этом рассматривались случаи как сферически-симетричной, так и ассиметричной ионосферы.

Оказалось, что оба метода указывают на правдоподобность моделей с океаном внутри Каллисто, причем предпочтение отдается моделям с толстой (более 50 километров) ледяной корой и глубоким (дно на уровне 150–300 километров от поверхности) океаном, чья электрическая проводимость находится на уровне 0,5–10 сименс на метр. Толстая ледяная кора также согласуется с обилием кратеров на поверхности луны.

С точки зрения космохимии можно наложить дополнительные ограничения на свойства океана на Каллисто, в частности, для обеспечения нужной проводимости он должен содержать ионы аммония, карбонатов и бикарбонатов, в дополнении к растворенному хлориду натрия. Это согласуется с данными наблюдений за составом поверхности Каллисто аппаратов «Галилео» и «Юнона». Более жесткие ограничения на свойства океана можно будет получить благодаря данным наблюдений межпланетных станций Europa Clipper и JUICE, которые сейчас летят к Юпитеру.

Подробно том, как станция JUICE будет изучать океаны в системе Юпитера, мы рассказывали в материале «Хожение за тремя океанами».