Что творится подо льдом Европы?

Исполнитель

Художественная концепция водяных шлейфов, извергающихся из ледяной поверхности спутника Юпитера Европы. (Изображение предоставлено: Дж. Бэкон (STScI))

Пол Саттер астрофизик в Государственный университет Огайо и главный научный сотрудник Научный центр COSI . Саттер также является ведущим Спросите космонавта , RealSpace , а также COSI Science Now .



Жилая зона. Жилая зона. Жилая зона. В поисках жизни среди других звезд - это все, о чем мы слышим. Найти планету размером с Землю? Ура! Это за пределами жилой зоны? Нет? Ну что ж, удачи в следующий раз. В Галактическом море много звездных рыб.

Только в обитаемой зоне - в районе «Златовласки» вокруг звезды, где вода может существовать в жидком мире, - такая жизнь возможна. [6 самых похожих на Землю чужеродных планет]

По крайней мере, мы так думали.

Европейская тайна

Далеко за пределами того, что любой разумный и здравомыслящий человек посчитал бы обитаемой зоной собственного Солнца Земли, спали луны планет газовых гигантов, запертые в невероятно толстых ледяных корках. Европа, второй крупный спутник Юпитера, является одним из таких миров. В течение десятилетий астрономы полагали, что единственными интересными и активными телами во внешней части Солнечной системы являются сами планеты-гиганты с их сложной атмосферой, сильными магнитными полями и скрытыми глубинами. Это были явления, достойные изучения.

Но крошечная холодная Европа? Зачем беспокоиться?

Беспокойство, потому что поверхность этой луны фантастически гладкая, почти полностью без кратеров. Это странно: большинство старых, холодных, мертвых миров в этой солнечной системе испещрены кратерами, остатками поздней тяжелой бомбардировки во время лихорадочных первых дней формирования системы. Посмотрите на собственную луну Земли. Посмотрите на Меркьюри. Старые, покрытые шрамами лица.

Европа, с другой стороны? Молодое, сверкающее, свежее лицо. Лицо, лед которого, кажется, трется и напрягается, как гигантские айсберги, тектоническая система плит, сделанная изо льда.

А потом: гейзеры. Хабблские наблюдения струй воды с поверхности. Деятельность.

Наконец, вся эта красная штука на поверхности. Глубокий красный цвет в трещинах между ледяными пластинами. Широкие, широкие равнины, усыпанные слабой пылью красной материи. В чем дело?

Все свидетельства указывают в одном направлении: весь этот лед что-то скрывает. Под поверхностью покоится океан жидкой воды, охватывающий весь земной шар. Правильно: жидкая вода в таком месте, куда никто бы и не подумал заглянуть. [ Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о загадках Европы. ]

Ожидая прилива

Ученые хотят узнать,

Ученые хотят узнать, есть ли в огромном подземном океане Европы инопланетная жизнь. Посмотрите, как работает ледяная луна Юпитера Европа, в этой инфографике demokratija.eu.(Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Чтобы сделать воду жидкой, нужно тепло, причем в большом количестве. Тепло может исходить от ближайших звезд, которые, я признаю, очень, очень горячие, но есть и другие источники. А в случае с Европой этот источник - танец.

Крошечный спутник приливно привязан к гигантскому Юпитеру, всегда представляя одно и то же лицо своему родителю. Подобная блокировка происходит после того, как гравитация небесного тела вызывает приливные выпуклости в меньшем объекте, вращающемся вокруг него. Достаточно взглянуть на собственную луну Земли: она немного выпуклая посередине и всегда показывает Земле одно лицо.

Обычно процесс приливного затвора делает орбиту Луны круговой. Хотя вначале эта орбита может быть эллиптической, через несколько миллионов лет она выровняется в красивый простой круг.

Но Европа застряла в странной конфигурации. Внутренний сосед Луны Ио и внешний сосед Ганимед находятся в резонансе со своей спутницей. Каждый раз, когда Европа делает один оборот вокруг Юпитера, Ио облетает его ровно два раза, и Ганимед оказывается ровно на полпути.

Итак, эти спутники часто встречаются, и бонусные гравитационные буксиры удерживают Европу на слегка эллиптической орбите. Ближе, дальше, ближе, дальше. Европа постоянно сомневается в своих отношениях с Юпитером. Когда Луна приближается, на ней появляются большие приливные выпуклости. Когда дальше, там и поменьше.

Европа сжимается и растягивается, как гигантский шар замазки, управляемый гравитационными руками Юпитера.

И это согревает луну.

Вода, вода везде

Европа находится в своей маленькой обитаемой зоне вокруг Юпитера. Это не слишком близко, что превратило бы его в феерию вулканов, как Ио, и не слишком далеко, что оставило бы его холодным и неизменным. как Каллисто . Европа теплая, но не слишком горячая. Вода разжижается, но не испаряется.

Вода, безусловно, является необходимым условием для жизни, какой мы ее знаем, но это еще не все. Чтобы заставить себя жить, нужны всевозможные минералы, растворенные газы и химические вещества. Чистая, чистая H2O может быть освежающей, но не очень увлекательной с точки зрения «мы одни».

Наличие рядом солнца полезно для развития жизни, поскольку действие фотосинтеза может превращать солнечный свет в пищу, но океан на Европе не видел лица солнца миллиарды лет. Однако на Земле есть жизнь, выживание которой не зависит от солнца; Делает ли это черная как смоль вода на Европе возможным домом для маленьких трясущихся животных?

Если у Европы есть вулканические жерла на дне океана, живые существа определенно могли бы найти точку опоры. Те самые вентиляционные отверстия на Земле обеспечить правильную смесь питательных веществ и минералов, чтобы позволить жизни делать свои химические дела в темных глубинах.

И даже если в Европе нет этих вентиляционных отверстий, все равно есть выход. Последние данные свидетельствуют о том, что минералы из каменистых недр Европы просачиваются сквозь трещины во льду и подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения солнца. одалживая Европе ее краснеющую поверхность . То же ультрафиолетовое излучение может расщеплять молекулы воды, позволяя кислороду снова опускаться в океан.

Минералы попадают в океан со дна. Кислород проходит сверху. Перемешивают, но не взбалтывают. Это виды ингредиенты, необходимые для жизни для начала работы в водной среде.

Не пытайтесь приземлиться там

Я имею в виду, может быть. Ученые не знают, есть ли на Европе подходящие условия для жизни и как жизнь там вообще началась бы, если бы условия были подходящими. Исследователи хотели бы пойти посмотреть, но при низких температурах за пределами Солнечной системы 100 километров льда на Луне буквально скалистые. Конечно, зонд может приземлиться на поверхность, но пробуриться для исследования океана - непростая задача.

К счастью, у исследователей есть гейзеры, недавно снова обнаруженные космическим телескопом Хаббла. Шлейфы материала могут содержать следы химического баланса глубоководных океанов, и космические агентства разработка миссий прямо сейчас вылететь на орбиту Европы, пролететь через эти гейзеры и попробовать космический корабль.

Возникает еще один важный вопрос: если на Европе есть жизнь, вкусно ли?

Узнайте больше, послушав серию ' Есть ли жизнь на Европе? 'в подкасте 'Спроси космонавта', доступном на iTunes и в Интернете по адресу http://www.askaspaceman.com . Спасибо Роберту М., Кирану П. и @Upguntha за вопрос, который привел к этой статье! Задайте свой вопрос в Твиттере, используя #AskASpaceman или подписавшись на Пола @PaulMattSutter а также facebook.com/PaulMattSutter . Подписывайтесь на нас @Spacedotcom , Facebook а также Google+ . Оригинальная статья о demokratija.eu .