Ледяная поверхность Европы постоянно бомбардируется электронами, которые заставляют ее слегка светиться, причем это излучение зависит от состава льда.
©NASA, JPL-Caltech
Один из крупнейших спутников Юпитера — Европа — покрыт льдом, под которым, по-видимому, скрывается обширный резервуар жидкой воды. Это одно из самых перспективных мест для поиска жизни во всей Солнечной системе. И когда сюда прибудут новые космические зонды, они заметят слабое свечение, исходящее изо льда в темноте. Такой неожиданный эффект предсказывают эксперименты, проведенные Марти Гудипати (Murthy Gudipati) и его коллегами из Лаборатории реактивного движения NASA. О них ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Дело в том, что поверхность Европы постоянно бомбардируется потоком заряженных частиц (в основном электронов), которые ускоряются в мощном магнитном поле близкого гиганта Юпитера. Ученые воспроизвели этот процесс в лаборатории, чтобы выяснить, как реагирует лед на такое воздействие. Совершенно неожиданно для себя самих они обнаружили, что лед слабо флуоресцирует, причем его свечение зависит от содержащихся примесей.
Авторы получали лед как из дистиллированной воды, так и из воды с растворенными в ней различными солями, помещали образцы в вакуум, при температуре около минус 173 °С, и бомбардировали потоком электронов с энергиями, характерными для тех, что получает Европа. Спектрометр позволил уловить возникающее при этом слабое свечение, показав, что добавление поваренной соли снижало яркость, а эпсомита (сульфата магния) — повышало.
Эта флуоресценция настолько слаба, что заметить ее на Европе можно будет лишь с помощью будущих космических зондов, которые смогут работать непосредственно в системе Юпитера. Ученые ожидают, что такие наблюдения проведет готовящаяся миссия Europa Clipper, во время пролетов над ночной стороной спутника. По яркости свечения отдельных участков льда можно будет предположить содержание в них различных солей, а возможно, уточнить и состав подледного океана.
С другой стороны, описанные эксперименты проводили лишь краткое время: образцы льда обрабатывали потоком электронов в течение всего 20 секунд. На самой Европе это продолжается миллиарды лет, и трудно сказать, способна ли флуоресценция продолжаться так долго. И, конечно, весьма вероятно, что лед на спутнике содержит слишком мало солей для того, чтобы слабый эффект был заметен. Все это станет ясно в начале 2030-х, когда к Юпитеру прибудет Europa Clipper.
