Полученные в 2005 году изображения водных гейзеров, вырывающихся из недр спутника Сатурна Энцелада захватили научный мир. Гигантский столб пара, частиц льда и органических молекул, разбрызгиваемых из южной полярной области луны, указывал, что под ледяной оболочкой Энцелада есть океан жидкой воды, и подтвердил, что спутник геологически активен. Это событие, помимо прочего, привлекло интерес к другим холодным мирам, ведь наличие воды может означать и присутствие жизни.

Сейчас ученые готовятся к миссии в другой покрытый льдом океанический мир с, возможно, аналогичными "гейзерами": спутник Юпитера Европа. Запланированный к запуску в 2024 году космический корабль NASA Europa Clipper будет изучать луну от ее глубоких недр до поверхности, чтобы определить, есть ли в ней ингредиенты, которые делают ее пригодным домом для жизни.

Как и Энцелад, Европа геологически активна, то есть обе луны генерируют тепло внутри, поскольку их твердые слои растягиваются и изгибаются в результате гравитационного перетягивания каната с их планетами-хозяевами и соседними лунами. Эти процессы вместо солнечного тепла предотвращает замерзание подземных вод на этих покрытых льдом спутниках. Тепло также может способствовать производству или циркуляции химических строительных блоков жизни на морском дне, включая углерод, водород, кислород, азот, фосфор и серу.

Но на этом сходство заканчивается.

Источник: NASA.
Одно из первых изображений струй воды Энцелада, сделанных космическим кораблем NASA "Кассини" 27 ноября 2005 года. На этом снимке Энцелад подсвечен Солнцем сзади.

Факты свидетельствуют о том, что Европа может выпускать воду из недр, как и Энцелад. Например, ученые применяя аппарат Galileo, телескоп Hubble и большие земные телескопы смогли обнаружить следы слабых водяных шлейфов или их химических компонентов на Европе. Но факт их наличия остается на уровне догадок.

Почему именно Европа? Если предположения ученых верны, и на этой далекой луне имеется жидкая вода, регулярно выбрасываемая в космос, то ледяной мир попадает под архетип потенциально пригодного места, хоть и скрытого от взора глубоко внутри. По сравнению с Энцеладом, площадь которого едва превышает Московскую область, Европа составляет примерно четверть земного размера или немного меньше, чем Луна. И данные свидетельствуют о том, что на Европе океан с соленой водой намного глубже, чем на Энцеладе, возможно, глубиной от 60 до 160 километров, что означает, что он может содержать примерно вдвое больше воды, чем океаны Земли. Некоторые ученые предполагают, что океан Европы может реагировать с перегретыми породами ниже своего морского дна, возможно, через гидротермальные источники. На Земле такие области являются рассадниками химической активности, питающей бесчисленное количество существ.

Ученые говорят, что в ледяной оболочке Европы также могут быть большие очаги талой воды, которые с большей вероятностью, чем океан, могут быть источником выбросов пара. Эти карманы также могут быть удобными местами обитания для организмов.

Поскольку она намного ближе к Юпитеру, чем Энцелад к Сатурну, Европа вырабатывает больше тепла из-за трения, возникающего при вращении планеты-хозяина. Учитывая, что внутреннее тепло стимулирует геологическую активность на скалистых мирах, ожидается, что Европа будет иметь более обширную геологию, чем Энцелад. Некоторые ученые предсказывают, что у Европы есть тектоника плит, которая сдвигает ледяные блоки, составляющие поверхность луны. Если это так, Европа могла бы распространять питательные вещества, произведенные на поверхности радиацией Юпитера, такие как кислород, в карманы с жидкостью в ледяной оболочке или, возможно, в сам океан. Через Europa Clipper ученые смогут проверить некоторые из своих прогнозов, проанализировав химический состав шлейфов или следов, которые они могут оставлять на поверхности.

Источник: NASA / ESA / W. Sparks (STScI).
На этом составном изображении показаны предполагаемые струи водяного пара, извергающиеся в позиции 7 часов от лимба спутника Юпитера, Европы. Шлейфы, сфотографированные с помощью спектрографа изображения космического телескопа Hubble, были видны в силуэте, когда луна проходила перед Юпитером.

Ученые предупреждают, что "гейзеры" на Европе будет сложно обнаружить, даже если они есть. Они могут быть спорадическими, маленькими и тонкими, учитывая, что гравитация Европы, которая намного сильнее, чем у Энцелада, вероятно, будет удерживать эти водяные шлейфы близко к поверхности. Это резкое отличие от впечатляющего столба пара Энцелада: он всегда активен и разбрасывает ледяные частицы на сотни километров над поверхностью.

Хотя ученые Europa Clipper разрабатывают множество творческих стратегий, чтобы найти активные шлейфы, когда космический корабль начнет исследовать Европу в 2031 году, они не полагаются на них, чтобы понять, что происходит внутри Луны. Все инструменты на борту Clipper могут собрать свидетельства о наличии пригодных для жизни условий под поверхностью.

Несколько примеров того, как научная группа будет искать потенциальные шлейфы, включают набор камер Europa Clipper, EIS. Он будет искать шлейфы у поверхности Европы, отчасти ища их силуэты на краю Европы, когда Луна освещается светом Юпитера, проходя перед планетой. EIS сделает снимки выбросов, если они появятся, а также отложений шлейфов, которые могут быть видны на поверхности. Europa-UVS также будет стремиться обнаружить шлейфы в ультрафиолетовом свете, и он может измерять химический состав таких шлейфов. Тепловизионная камера E-THEMIS, будет искать горячие точки на поверхности, которые могут быть свидетельством активных или недавних извержений.

Команда Europa Clipper настроена на успех независимо от того, найдут ли исследователи выбросы пара на Европе, хотя многие ученые надеются на захватывающее водное шоу, которое улучшит наше понимание Европы.