Одна из наиболее важных задач, стоящих перед учеными, которые ищут жизнь за пределами Земли, состоит в том, чтобы определить, какие ледяные луны в Солнечной системе скрывают глобальные океаны под своей ледяной поверхностью.
Такова задача зонда JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), создаваемого Европейским космическим агентством (ESA). Его запуск запланирован на 2022 год.
В рамках своей миссии JUICE будет изучать систему Юпитера, уделяя особое внимание трем крупнейшим спутникам планеты: Ганимеду, Каллисто и Европе. Хотя пока нет уверенности, ученые подозревают, что все три тела скрывают обширные океаны под поверхностью.
У нас есть много причин подозревать, что под поверхностью каждого из них есть подповерхностный океан, - говорит Оливье Витассе, планетолог ESA в JUICE.
Вся миссия была разработана, чтобы предоставить ученым данные, которые определят, существуют ли эти океаны в действительности.
Ученые будут изучать эту проблему, используя несколько различных методов.
Один из них - самый простой - будет полезен только для одной луны. Ученые подозревают, хотя они еще не полностью подтвердили, что водяные гейзеры могут вырываться из под поверхности Европы. Если это так, то JUICE сможет пролететь сквозь эти гейзеры и исследовать состав океана юпитерианской луны.
Однако для этого нам нужна удача, - говорит Витассе. Эти гейзеры гипотетически должны быть там, но мы еще до конца не уверены.
Однако другие методы больше не зависят от удачи и не ограничиваются Европой. Здесь стоит отметить, что в конце своей миссии зонд JUICE выйдет на орбиту вокруг Ганимеда, откуда он будет изучать его гораздо дольше и точнее.
Многолетние наблюдения позволят ученым измерить магнитное поле Ганимеда. Если под его поверхностью находится резервуар с электропроводящей жидкостью, он настолько сильно нарушит магнитное поле луны и Юпитера, что зонд сможет его заметить. Тем не менее, зонд должен будет делать такие измерения на протяжении всей миссии, чтобы собрать достаточно данных.
Космический аппарат также исследует, насколько приливное взаимодействие между каждой луной и другими объектами в системе деформировало каждый из них. Юпитер достаточно массивен, чтобы растянуть все его четыре большие луны, и три из них находятся на таких орбитах, что они влияют друг на друга.
Конечно, все эти взаимодействия должны приводить к небольшим деформациям независимо от того, скрывают ли спутники океаны в своих недрах. Но масштабы деформации могут многое сказать нам о том, что внутри. Если у луны есть океан, деформация будет во много раз больше, чем у луны с твердым внутренним пространством.
Последняя и наиболее интересная методика поиска океанов в недрах лун - это изучение полярного сияния, окружающего полюса, например, Ганимеда. Эти удивительные светящиеся кольца не идеально симметрично окружают полюса, а слегка смещены относительно них.
Согласно разработанным учеными моделям, колебания этих колец будут различаться в зависимости от внутренней структуры спутника под влиянием изменений в магнитном поле, которые будут изучаться с использованием первой описанной методики. Если внутри данной луны нет океана, флуктуации будут в три раза меньше, чем если бы он был там.
Однако нам нужно дождаться этой захватывающей информации от системы Юпитера. Исследование объектов Солнечной системы занимает слишком много времени. Запуск космического аппарата JUICE запланирован на 2022 год. После запуска потребуется более семи лет, чтобы достичь системы лун Юпитера. Если все пойдет по плану, зонд выполнит большинство наблюдений в 2029-2033 гг.