|
Состав воды на галилеевых спутниках Юпитера
|
|
|
|
В то время как Ио, самый вулканически активный спутник в Солнечной системе, выглядит абсолютно сухим и лишенным водяного льда, считается, что его соседка Европа скрывает под своей ледяной корой обширный глобальный океан жидкой воды. Новое международное исследование, проведенное совместно Университетом Экс-Марселя и Юго-Западным исследовательским институтом (SwRI), показывает, что этот поразительный контраст возник при рождении, когда они сформировались вокруг Юпитера, а не в результате более поздних эволюционных процессов.
|
|
|
|
Контрастные характеристики Ио и Европы
|
|
|
|
С момента проведения первых миссий по исследованию системы Юпитера в конце 1970-х годов ученым стало известно, что спутники Юпитера обладают заметно отличающимися характеристиками. Ио и Европа являются наиболее ярким примером. В то время как Ио - сухой и сильно вулканический мир, лишенный воды, Европа покрыта льдом, и считается, что под ней скрывается огромный подземный океан жидкой воды.
|
|
|
|
"Ио и Европа - ближайшие соседи, вращающиеся вокруг Юпитера, но, похоже, они принадлежат к совершенно разным семействам", - сказал доктор Оливье Мусис из SwRI, второй автор статьи в Astrophysical Journal, в которой подробно описываются эти результаты. "Наше исследование показывает, что этот контраст не проявился со временем — он был уже при рождении".
|
|
|
|
|
|
|
Проверка гипотез о формировании Луны
|
|
|
|
Команда ученых проверила две основные гипотезы, объясняющие различия. Первая предполагает, что экстремальные условия, царившие вблизи Юпитера во время формирования спутника, не позволили сохранить водяной лед, лишив Ио этого компонента с самого начала. Вторая гипотеза предполагает, что Ио и Европа первоначально образовались с одинаковым количеством воды, но впоследствии Ио со временем утратил большую часть своих летучих веществ из-за утечки из атмосферы и процессов эрозии.
|
|
|
|
Международная команда ученых реконструировала самые ранние этапы эволюции Ио и Европы, предположив, что вода на их спутниках образовалась из гидратированных минералов, включенных в них во время формирования. Используя передовую систему численного моделирования, исследователи связали внутреннюю тепловую эволюцию спутников с изменчивыми процессами выхода, учитывая все основные источники тепла, действующие в системе молодого Юпитера, включая аккреционный нагрев, радиоактивный распад, приливное рассеяние и интенсивное излучение Юпитера.
|
|
Выводы о задержке воды и происхождении Луны
|
|
|
|
"Ио долгое время рассматривался как спутник, который потерял свою воду в более позднем возрасте", - объясняет Маусис. "Но когда мы проверили эту идею, физика просто отказалась сотрудничать: Ио просто не может избавиться от воды так эффективно".
|
|
|
|
Если уж на то пошло, Европа также не потеряла бы свою воду даже в экстремальных условиях. Полученные данные указывают на то, что Ио и Европа уже при рождении были принципиально разными — Ио сформировался из сухих материалов, а Европа - из строительных блоков, богатых льдом.
|
|
|
|
"Самое простое объяснение оказывается правильным", - сказал Моусис. "Ио родилась сухой, Европа — влажной, и никакие поздние стадии эволюции не могут этого изменить".
|
|
Последствия для будущих миссий
|
|
|
|
Эти модели показывают, что композиционный контраст между Ио и Европой является не результатом последующей эволюции, а скорее прямым наследием изначальной среды, окружающей Юпитер в то время, когда формировались его спутники. Эти выводы опровергают давнее предположение о том, что высокая плотность состава Ио возникла в результате массовой потери летучих веществ после его образования.
|
|
|
|
Начиная с 2031 года, миссия НАСА Europa Clipper и миссия Европейского космического агентства Juice будут изучать крупные спутники Юпитера, предоставляя новые важные данные для дальнейшей проверки этих выводов. В частности, взятие проб струй водяного льда, которые, как ожидается, будут вырываться из трещин на ледяной поверхности Европы, обеспечит исторический контекст.
|
|
|
|
"Исследуя активность шлейфа и изотопные отпечатки воды, эти миссии помогут нам реконструировать ранние условия формирования спутника Юпитера", - сказал Моусис.
|
|
|
|
Источник
|
