Микрометеориты взбивают поверхность Европы. Если вы хотите найти жизнь, вам придется копнуть метр или около того
В ближайшее десятилетие НАСА и ЕКА отправят две специальные миссии, которые будут исследовать спутник Юпитера Европа. Эти миссии известны как Европа Клипер и Юпитер Ледяной исследователь лун (СОК) миссии, которые осуществят мечту, над созданием которой были десятилетия, - поиск возможных свидетельств жизни внутри Европы. С 1970-х годов астрономы предположили, что этот спутник содержит теплый океан это могло поддержать жизнь.
Доводы в пользу жизни на Европе были подтверждены только благодаря многочисленным облетам и наблюдательным кампаниям, которые были организованы с тех пор. В соответствии с новое исследование Под руководством Гавайского университета в Маноа лучший способ найти потенциальные признаки жизни (также известные как биосигнатуры) - это проанализировать небольшие ударные кратеры на поверхности Европы. Эти участки обнаженного подповерхностного льда могут указывать путь к жизни, которая может существовать глубже в недрах Луны.
Предположения о возможном существовании внутреннего океана в Европе начались в 1979 году после Путешествие 1а также2 миссии пролетели мимо Юпитера и его спутников на пути к внешней Солнечной системе. По данным, полученнымГалилеоа такжеНовые горизонтыкосмический корабль иКосмический телескоп Хабблапредоставили дополнительные сведения, в том числе о том, как он взаимодействует с магнитным полем Юпитера, приливными моделями, особенностями поверхности и активностью плюма.
Излучение Юпитера может разрушать молекулы на поверхности Европы. Материал из океана Европы, оказавшийся на поверхности, подвергнется бомбардировке радиацией, которая может уничтожить любые биосигнатуры или химические знаки, которые могут указывать на присутствие жизни. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.
Ученые предполагают, что между явлениями всплытия на поверхность и поверхностными шлейфами, исходящими из недр, на поверхность могли попасть и биосигнатуры - химические вещества, вырабатываемые живыми организмами, которые являются результатом жизни во внутреннем океане Европы. Однако, поскольку Европа вращается в пределах мощного магнитного поля Юпитера, ее поверхность подвергается интенсивному излучению, которое уничтожит любые следы биологического материала.
Это означает, что любые биомолекулы, которые периодически выбрасываются из-за активности шлейфа или всплытия на поверхность, скорее всего, выживут только под поверхностью. К счастью, поверхность Европы покрыта небольшими ударами, произошедшими в течение миллионов лет, глубиной около 30 см (12 дюймов). Эти удары также привели бы к так называемому «ударному садоводству», когда удары вызывают смешивание материала сверху и снизу поверхности.
Под руководством Эмили С. Костелло, научного сотрудника Гавайский институт геофизики и планетологии (HIGP), входит в состав UH Manoa’s Школа океанических и земных наук и технологий (SOEST) исследователи стремились создать первую исчерпывающую оценку воздействия ударного садоводства на Европу. Их результаты описаны в исследовании, недавно появившемся 12 июля.thв научном журнале Природа Астрономия .
Как указал Костелло в недавнем сообщении SOEST пресс-релиз , поиск потенциальных признаков жизни на безвоздушных телах, таких как Европа, представляет собой серьезную проблему. «Если мы надеемся найти нетронутые химические биосигнатуры, нам придется заглянуть ниже зоны, в которой удары наносили ущерб садоводству», - сказала она. «Химические биосигнатуры в областях, расположенных на более мелких участках, чем эта зона, возможно, подверглись разрушительному излучению».
Художественная концепция миссии Europa Clipper. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения.
К Костелло присоединился профессор планетологии Пол Г. Люси, который также является исследователем HIGP; Синтия Б. Филлипс, европейский ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА; и Ребекка Гент, старший научный сотрудник Института планетологии (PSI). Благодаря гранту программы от НАСА Работа Солнечной системы (SSW), Гент и Костелло разработали оригинальную модель ударного садоводства для этого исследования. Как объяснил Костелло в PSI пресс-релиз :
«Радиация на поверхности Европы настолько сильна, что может разрушать хрупкие биомолекулы. Воздействие садоводства переводит возможные биомолекулы в зону радиации. Таким образом, эта работа дает некоторые ценные новые ограничения относительно того, где искать, если мы надеемся найти свидетельства жизни.
«Если мы хотим найти доказательства наличия нетронутых биомолекул, не измененных радиацией, во льдах Европы, мы должны либо выкопать глубину более 30 сантиметров - в некоторых регионах глубже - либо найти места, где свежий материал недавно был вынесен на поверхность недавним ударные кратеры ».
В течение некоторого времени астрономы полагали, что ударное озеленение было вероятным процессом на Европе и других безвоздушных телах в Солнечной системе, но эта новая модель дает наиболее полную картину этого процесса на сегодняшний день. Более того, это первая система, которая учитывает вторичные удары, вызванные обломками, поднятыми при первоначальном ударе при падении на поверхность Европы.
«Это в новинку, потому что это первый раз, когда эффекты ударного садоводства были учтены при прогнозировании, где на Европе могут быть найдены биомолекулы, и впервые было смоделировано ударное садоводство с учетом уникальной ледяной поверхности Европы и популяции ударников во Внешнем Солнце. Система,' сказал Костелло.
Исследование также показывает, что поверхность Европы будет меньше подвержена двойному воздействию садоводства и радиации в средних и высоких широтах Луны. В ближайшем будущем подобные исследования могут помочь разработчикам НАСА и ЕКА разработать профили миссий Europa Clipper и JUICE. Учитывая, что обе эти миссии будут исследовать спутники Юпитера на предмет возможных признаков жизни, очень важно знать, где они с наибольшей вероятностью будут обнаружены.
Кроме того, это исследование может помочь в разработке инструментов и будущих миссий, которые также будут посвящены поиску биосигнатур в «океанских мирах» Солнечной системы. Помимо Европы и Ганимеда, сюда входят спутники Сатурна Титан и Энцелад, спутники Урана Титания и Оберон, самый большой спутник Нептуна Тритон, Плутон и другие ледяные спутники, которые, как считается, имеют внутренние океаны. Как добавил Гент:
«[I] t также обеспечивает основу для будущих исследований с использованием изображений с более высоким разрешением из предстоящих миссий, что поможет произвести более точные оценки глубины озеленения в различных конкретных регионах. Ключевыми параметрами в этом исследовании являются ударный поток и скорость образования кратеров. Благодаря более точным оценкам этих параметров и получению изображений с более высоким разрешением, полученных в результате предстоящих миссий, можно будет лучше предсказать, на какую глубину озеленение повлияло на мелководный лед в определенных регионах ».
Художник представляет возможную миссию Europa Lander, которая позволит исследовать поверхность ледяной луны в ближайшие десятилетия. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
«Эта работа расширяет наше понимание фундаментальных процессов на поверхностях Солнечной системы», сказал Филлипс. «Если мы хотим понять физические характеристики и то, как планеты в целом развиваются, нам нужно понять роль, которую садоводство оказывает в их изменении». Это исследование является частью более широких усилий, финансируемых НАСА, по изучению кумулятивных эффектов небольших ударов по поверхности Европы в рамках подготовки кЕвропа Клипермиссия.
Эта миссия, запуск которой ожидается где-то в 2024 году, будет вращаться вокруг Юпитера, поскольку он совершит серию близких облетов Европы. Его набор научных инструментов будет включать оптические и тепловизионные устройства, спектрометры, магнитометры и радиолокационные зондовые устройства. Это позволит космическому кораблю обследовать поверхность Европы, измерить ее магнитный момент и определить химический состав льда.
Он также будет оснащен масс-спектрометром и анализатором пыли для изучения разреженной атмосферы Европы, активности шлейфа и отбора проб пыли и газов, которые поднимаются над поверхностью. Данные, полученные в ходе этих миссий, также могут использоваться для будущих миссий на поверхность - например, Европа Лендер концепция - которая может искать биосигнатуры напрямую и даже может выполнять возврат образца.
Дальнейшее чтение: СОЭСТ , PSI , Природа Астрономия
