Има ли луната на Юпитер Европа гейзери? Ако да, какъв е техният източник?

Ярък вертикален пръскач, наподобяващ гейзер, с планета и звезди на заден план.

Концепцията на художника за струя водна пара в Европа, най -малката от 4 -те големи галилейски луни на Юпитер. Изображение чрез ASA/ ESA/ K. Retherford/ SwRI/Наука.


Луната на ЮпитерЕвропае известен като аводен святвъв външната слънчева система. Като луната на СатурнЕнцелад, смята се, че ледената Европа има океан под повърхността си. На повърхността на Енцелад се виждат гейзери с водни пари, изригващи в космоса. По същия начин имавсе повече доказателстваза струи водни пари, които излизат от повърхността на Европа. Те са една от причините учените да се вълнуват от мисията на космически кораб до Европа - TheEurope Clipperмисия - предстои да стартира през 2024 г. Ето един въпрос. Ако водните струи избухнат от повърхността на Европа, какъв е техният източник? Дали те произхождат от подземния океан на този свят (какъвто е случаят с Енцелад) или от джобовете на солена вода, уловена в кората на Европа?

Ново изследванеобявенопрез ноември 2020 г. от учени от Станфордския университет, Института по геофизика на Тексаския университет и лабораторията за реактивно задвижване на НАСА посочва, че последното може да е така: за разлика от шлейфовете на Енцелад, изглежда, че перото в Европа извира от джобове с вода или от солена подземна повърхност езера, уловени в ледената кора на Луната.


Лунните календари за 2021 г. са тук! Поръчайте вашите, преди да ги няма. Прави страхотен подарък!

Theрецензиранрезултатите бяхапубликуванив дневникаПисма за геофизични изследванияна 5 ноември 2020 г.

Резултатите идват отмоделиранена кората на Европа, показваща, че солената вода -саламури- може да се движи в ледената кора и да образува джобове с вода, които след това да избухнат на повърхността.

Знанието откъде произхождат струите е от решаващо значение за евентуалното откриване на доказателства за живот в океана на Европа, ако той съществува. Ако шлейфовете на Европа идват от океана, както правят струите на Енцелад, учените биха могли да анализират водата от самия океан. КатоГрегор Щайнбругв Станфордския университеткоментира:




Разбирането откъде идват тези водни струи е много важно за знанието дали бъдещите изследователи на Европа биха могли да имат шанс да открият действително живот от космоса, без да изследват океана на Европа.

Изглед на изрязване на шлейф в голям кратер на луна с голяма планета и звезди на заден план.

Друга илюстрация на художника за aкривовулканиченизригване - или изригване на леден вулкан - това показва солена вода от кората на малката луна, пусната в космоса на мястото на ударния кратер. Изображение чрез Justice Wainwright/НАСА.

Продължават да се натрупват доказателства, че океанът на Европа е потенциално обитаем, може би дори схидротермални отвориоколо които животът би могъл да се струпа на океанското дъно на Европа, подобно на дълбоководните хидротермални отвори на дъното на океана на Земятаподдържат уникални екосистеми. От друга страна, се смята, че джобовете вода в лунната кора биха били по -малко обитаеми; няма да им липсват богатите енергийни източници на хидротермални отвори, например. Така че - ако шлейфовете на Европа наистина идват от джобовете на саламура, хванати в лунната кора - те може да не са толкова богат източник за анализ от онези, които търсят живот в Европа.

Защо изследователите започнаха да вярват, че шлейфовете на Европа могат да дойдат от уловена саламура в кората, а не от подземния океан на тази луна?


Те разгледаха изображения на повърхността на Европа, изпратени обратно отГалилейразследване в края на 90 -те и началото на 2000 -те. Те използваха този анализ, за ​​да разработят модел, който предполага, че комбинация от замръзване и налягане - от удари на метеорит или астероид - може да причиникриовулканичнаизригвания, тоест изригвания на воден лед.

Европа има сравнително малко ударни кратери на ледената си повърхност, но изследователите внимателно разгледахаКратер Мананан, ударен кратер с ширина 18 мили (ширина 29 км), създаден преди десетки милиони години. Моделирането показва, че разтопеният лед в резултат на удара и замразяването на водния джоб под повърхността е могъл да доведе до изригване. Документът на тези учени обяснява:

Сателитът на Юпитер Европа има подземен океан, покрит с ледена обвивка. Показваме как малки джобове със саламура могат да мигрират в леда от по -студени райони към по -топли райони. Това може да се случи дори при много ниски температури, под точката, където чистата вода би замръзнала, защото водата става по -солена и по -солена с миграцията си. Разглеждайки ударния кратер на Европа, който първоначално беше топъл в центъра и охладен навътре от по -студената си среда, можем да проучим как водата мигрира към центъра и образува централен резервоар за вода. Тъй като последният джоб с вода в центъра на кратера започна да замръзва, нарастващото налягане доведе до криовулканично изригване, което изхвърля саламура върху повърхността, за да образува забележим елемент „паяк“, преди ледът да се срути в кухината отдолу. Използвайки цифров модел на терена на функцията за кратер и срутване, ние изчисляваме колко вода е изригнала и колко солена е ледената обвивка на Европа.

Две глобуси със съответстващи маркировки на тъмносин пъстър фон, всеки с малка бяла издутина на ръба с надпис Plume.

Композитни снимки от космическия телескоп „Хъбъл“ и космическия кораб „Галилео“, показващи предполагаем изригване на шлейф на същото място в Европа през 2014 и 2016 г. Изображение чрез NASA/ ESA/ W. Sparks (STScI)/ USGS Astrogeology Science Center/JPL-Caltech.


Кръгла характеристика на счупен сив терен.

Кратерът Manannán върху Европа, фокусът на новото изследване и където учените смятат, че струи вода са изригнали. Изображение чрез E. P. Turtle/ E. Pierazzo et al./Наука.

Дон Бланкеншип, старши изследовател в Института по геофизика на Тексаския университет, добави:

Кометата или астероидът, удрящи ледената обвивка, беше по същество голям експеримент, който използваме за конструиране на хипотези за тестване. Нашият модел прави конкретни прогнози, които можем да тестваме, използвайки данни от радар и други инструментиEurope Clipper.

След удара водата отчасти замръзна в лед, но в лунната кора можеше да се създадат и други джобове с вода. Тези джобове със солена вода теоретично могат да се движат настрани през кората. Докато правят това, те топят съседния лед и стават още по -солени в процеса. Steinbrügge каза:

Разработихме начин, по който водният джоб може да се движи странично, и това е много важно. Той може да се движи по топлинни градиенти, от студено до топло, а не само в посока надолу, привличана от гравитацията.

В случая с кратера Мананан в Европа, учените смятат, че един от тези мрачни водни джобове е достигнал средата на кратера. След като се заби там, той започна да замръзва, което създаде налягане, което доведе до изригване, подобно на шлейф. Изригването дори остави следа с форма на паяк на повърхността на Европа, която беше видяна от Галилей.

Така че, докато струите от джобовете на саламурата, затворени в кората на Европа, не биха предоставили много информация за подземния океан на тази малка луна, теби сепоказват как външната ледена кора е геологически активна.Джоана войт, дипломиран асистент в Университета на Аризона, добави:

Въпреки че струите, генерирани от миграцията на джоба на саламура, не биха осигурили директен поглед върху океана на Европа, нашите открития показват, че самата ледена черупка на Европа е много динамична.

Усмихнат мъж в очила с дървена ламперия зад него.

Грегор Щайнбрюге от Станфордския университет, водещ автор на новото изследване. Изображение чрезСтанфордския университет.

Като съавторДъстин Шрьодерв Станфорд също каза:

Това прави плитката подземна повърхност - самата ледена обвивка - много по -вълнуващо място за размисъл. Той отваря изцяло нов начин на мислене за това, което се случва с водата близо до повърхността.

Предполаганият шлейф в кратера Manannán би бил сравнително малък, по -малък от други по -големи струи, за които има все повече доказателства от данните на Galileo и космическия телескоп Хъбъл. Това означава, казват изследователите, че по -големите струи вероятно не са причинени от удари. По отношение на това как те се случват, учените все още не знаят, но ако има механизъм, свързан с океана, подобен на този на Енцелад, това би било вълнуващо. КатоРобърт Папалардов лабораторията за реактивни двигатели на НАСА отбеляза:

Работата е вълнуваща, тъй като подкрепя нарастващите изследвания, показващи, че в Европа може да има множество видове петна. Разбирането на струите и техните възможни източници допринася силно за целта на Europa Clipper да проучи обитаемостта на Европа.

Частичен изглед на земното кълбо с ярки ивици, излизащи от него, на черен фон.

Докато водните струи на Европа все още не са напълно потвърдени, тези на Луната на Сатурн Енцелад със сигурност са. Те произхождат от подземния солен океан на Луната. Изображение чрезНауката на НАСА.

Резултатите показват също, че подобни струи могат да бъдат създадени и върху други ледени тела. Според Войт:

Миграцията на джоба в саламурата не е уникално приложима за кратери на Europan. Вместо това механизмът може да даде обяснения на други ледени тела, където съществуват топлинни градиенти.

Определянето със сигурност на източника или източниците на шлейфовете на Европа вероятно ще изисква наблюдения на място и за щастие предстоящите НАСАEurope Clipperмисията, планирана за стартиране през 2024 г., трябва да може да направи това. Дори и сега все още се водят спорове дали въобще съществуват плюмовете, но натрупаните доказателства от Хъбъл почти ги потвърдиха сега. Дори и някои от тези струи да не произхождат от самия океан, все пак е възможно други. Europa Clipper ще изучава Европа с безпрецедентни подробности и се надяваме да отговори на този въпрос, както и на много други, които учените имат за този завладяващ малък свят.

В крайна сметка: Учените сега смятат, че поне някои от воднистите струи на Европа произхождат от джобовете на солена вода в кората.

Източник: Миграция на саламура и криовулканизъм, предизвикан от въздействието в Европа

Чрез НАСА

Чрез Станфордския университет