В течение десятилетий планетологи считали, что спутник Юпитера Европа, скрывающий под своей ледяной коркой океан соленой воды, может стать редкой гаванью для внеземной жизни. Однако лед на удивление толстый , что говорит о том, что океану может не хватать тепла и химических реакций, необходимых для развития жизни, сообщили исследователи на ежегодном собрании Американского геофизического союза. Находка также усложняет усилия NASA по исследованию луны с помощью космического аппарата Europa Clipper стоимостью 5 миллиардов долларов, который уже находится на пути к Юпитеру.
Измерения были собраны другим космическим аппаратом НАСА, Juno, который находится на орбите Юпитера с 2016 года. Хотя зонд был разработан для изучения недр планеты, он совершил пролеты нескольких ее крупных лун, включая Европу. Исследователи поняли, что один из инструментов Juno, микроволновый радиометр (MWR), может впервые дать оценку толщины коры луны.
И он толстый, сообщил на встрече Стивен Левин, научный сотрудник проекта Juno в Лаборатории реактивного движения NASA. «Мы получаем среднюю толщину проводящего ледяного покрова для региона, охваченного MWR, около 35 километров», — сказал он участникам встречи. Это высота четырех Эверестов и в три раза глубже, чем когда-либо бурили люди на Земле.
Если измерения верны, это шокирующее открытие, говорит Брэндон Джонсон, планетолог из Университета Пердью. «Это в несколько раз больше, чем многие из существующих оценок». Это включает в себя собственные расчеты Джонсона, опубликованные в марте в Science Advances, которые использовали ударные бассейны на коре Европы для моделирования ее толщины. Анализ Джонсона показал, что жесткий верхний слой льда должен быть толщиной всего 7 километров, и что под ним будет лежать подвижный, смещающийся «конвективный» слой льда толщиной около 13 километров.
Результаты Juno не исключают такой конвективный слой, отметил Левин во время сессии вопросов и ответов после своего выступления. Но если он действительно существует, он будет находиться под 35-километровой жесткой оболочкой, которую определила его команда. Радиометр также собрал свет с четырех различных полос вдоль поверхности луны, сказал он, но толщина коры мало менялась, что уменьшило надежды на то, что они попали в одно аномально толстое место. «Мы видим очень мало боковых изменений», - сказал Левин.
Результаты, которые еще не опубликованы, «делают перспективы жизни на Европе довольно туманными», говорит Джонсон. Если бы лед на Европе был тонким, как нежная сахарная корочка на крем-брюле, это увеличило бы вероятность того, что океан соединился бы с поверхностью через каналы во льду, увеличивая потенциальные химические реакции, доступные для создания жизни. Толстая жесткая корка, как внешняя часть леденцов, уменьшила бы такие связи. Ее наличие также предполагает, что меньше тепла выходит из каменистых недр Европы, что снижает вероятность того, что гидротермальные источники — еще один потенциальный источник жизни — выстреливают на дне океана.
Результаты исследования присоединились к недавнему параду обескураживающих результатов для Луны. Ранее в этом году другие показания с Juno предполагали, что излучение, исходящее от Юпитера, создаст меньше кислорода в океане Европы, чем считалось ранее. Кроме того, попытки обнаружить шлейфы с поверхности Луны с помощью космического телескопа JWST оказались тщетными, что ставит под сомнение гейзеры, потенциально обнаруженные космическим телескопом Hubble. Совсем недавно несколько модельных исследований, представленных ранее в этом году на Конференции по науке о Луне и планетах, предположили, что силы, тянущие каменистые недра Луны, не будут достаточно сильными, чтобы вызвать их разрушение, предотвращая образование таких особенностей, как гидротермальные источники.
Эти предварительные результаты моделирования не изменились, говорит Пол Бирн, планетолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. «Сегодня трудно представить себе большую или какую-либо геологическую активность на дне океана».
Однако новые измерения толщины сопровождаются оговорками. Каждая из шести антенн MWR нацелена на свою частоту. Используя их, исследователи искали отражения микроволн, проникающих через поверхность коры, что указывало на слои льда. Но наблюдение этих отражений означало делать предположения о составе и температуре льда Европы и фоновом тепловом излучении, которое он будет испускать.
Возможно, сделанные ими предположения неверны, говорит Натали Вулфенбаргер, планетолог из Стэнфордского университета, которая работает над проникающим сквозь лед радаром Clipper. «Когда вы делаете этот поиск на основе модели, есть некоторые неотъемлемые двусмысленности».
Радар Clipper должен предоставить гораздо больше информации о глубине Европы, а также о том, насколько раздробленным и нечистым является ее лед, говорит Вольфенбаргер. Но если жесткий лед действительно такой толстый, как сообщается, это также расширит пределы радара, который, скорее всего, достигнет только 30 километров в глубину, говорит она.
Джонсон говорит, что вряд ли будет достигнуто прочное согласие относительно толщины коры, пока результаты Clipper не начнут поступать в начале следующего десятилетия. Но Бирн говорит, что если новые результаты подтвердятся, они могут усложнить планы посадки на Луну и, возможно, отправки зондов в океан внизу. «Эти результаты Juno согласуются с идеей о том, что настоящее понимание океана Европы — которое требует фактического проникновения в него в один прекрасный день — будет действительно очень сложным».
