Океан, плещущийся под поверхностью Европы, одного из спутников Юпитера, в настоящее время рассматривается многими учеными, как наиболее подходящий кандидат для поисков внеземной жизни внутри Солнечной системы. Однако лед, скрывающий океан от любопытных глаз, мешает детальному исследованию его состава. Но ситуация не безнадежная – узнать что-то все-таки оказалось возможным на основе изучения характера поверхности спутника.
В исследовании, опубликованном в научном журнале Science Advances, ученые показали, что на поверхности Европы
присутствует хорошо знакомый землянам минерал — поваренная соль (хлорид натрия, NaCl).
А поскольку внешняя оболочка спутника представляет собой не что иное, как замерзший океан, то из этого ученые сделали вывод, что в его составе в большом количестве находится соль, что делает эту среду еще более пригодной для теоретического обнаружения в ней жизни.
Чтобы сделать такое открытие, ученым не пришлось лететь на спутник, чтобы попробовать его на вкус – для этого оказалось достаточно проанализировать свет, отраженный его поверхностью.
Еще в 2015 году ученые NASA Кевин Хэнд и робер Карлсон опубликовали исследование, в котором предположили, что видимые на поверхности спутника грязновато-желтые прожилки могут состоять из поваренной соли, которая приобрела такой цвет под воздействием радиации.
В своем эксперименте ученые воссоздавали условия на поверхности Европы в вакуумных камерах, куда помещали образцы минерала. Охлаждая камеру до необходимых температур и откачивая воздух, ученые бомбардировали образцы соли из электронной пушки, чтобы понять, как радиация на поверхности Европы меняет цвет минерала.
Выяснилось, что многие электроны поглощались при этом кристаллической решеткой соли, из-за чего та приобретала характерный коричневатый оттенок. Это еще более уверило ученых в своей правоте, однако схожесть цвета еще могла стать доказательством, что на поверхности Европы присутствует соль.
Им могла стать спектрометрия, точнее – наблюдение характерной для соли линии поглощения в спектре отраженного света на длине волны 450 нанометров. «Одна из прелестей этого излучения состоит в том, что оно может сделать невидимое видимым», — пояснил соавтор нового исследования Хэнд.
Поэтому Саманта Трамбо, выпускница Калтеха со своим руководителем Майклом Брауном, астрономом, известным своим предположением о существовании в Солнечной системе девятой планеты, решили снять спектр Европы при помощи орбитального телескопа Hubble.
И после четырех серий наблюдений, которые состоялись в мае-августе 2017 года, ими было обнаружены искомые доказательства.
«Совпадение между лабораторными данными и данными с телескопа оказалось прекрасным», — считает Хэнд. По его словам, это указывает на то, что поверхность Европы действительно покрыта хлоридом натрия, по меньше мере в области Тара, насыщенной молодым льдом, который, как предполагают, сформировал этот регион относительно недавно.
«Если бы вы смогли попробовать поверхность Европы на вкус, по крайней мере в этой области, она показалась бы вам соленой», — пояснила Трамбо.
«Это прекрасный пример синтеза лабораторной работы, данных с телескопа Hubble, радиационной химии и планетных исследований», — считает Регги Хадсон, астрохимик из Космического центра имени Годдарда, не принимавшая участия в исследовании.
В течение многих лет астрономы считали, что на поверхности Европы преобладает другая соль – сульфат магния, который называют еще английской солью. Исследование показало несостоятельность этих предположений – выяснилось, что подледный океан на Европе скорее напоминает земной океан. «Это действительно меняет наши представления, существовавшие последние лет двадцать, — пояснила Трамба. –
Если этот хлорид натрия действительно так представлен в составе океана, то он куда более похож на тот, который мы имеем на Земле».
Однако ученым еще предстоит выяснить, в каких концентрациях соль может содержаться в составе океана. По крайней мере, ясно одно, что область Тара является отличной целью для посадки будущей миссии NASA Clipper, которая будет запущена в 2020-х годах к системе Юпитера и пролетит мимо Европы 45 раз. Именно эта область может стать объектом изучения для небольшого посадочного модуля, который планируется отправить в составе экспедиции.