С помощью "Уэбба" планетологи зарегистрировали быстрое формирование, разрушение и перекристаллизацию льда на ее поверхности.
Европа, самый интригующий спутник Юпитера, состоящий в основном из льда и силикатных пород. Ледяная поверхность этой "галилеевой Луны" считается одной из самых гладких в нашей планетой системе. Несмотря на трещины и хаотичные структуры, кратеров на Европе мало. Из-за этого исследователи предположили, что под многокилометровым слоем льда может находиться океан с потенциально пригодными для жизни условиями. Вероятно, он не замерзает благодаря приливным силам Юпитера, которые разогревают недра спутника.
Ранее считалось, что лед на Европе неподвижен. Однако данные, полученные с инфракрасного спектрометра NIRSpec на борту «Уэбба», показали, что это не так. Лед на спутнике не просто лежит веками, а постоянно меняется: формируется, разрушается и кристаллизуется снова. Результаты исследования опубликованы на сайте The Planetary Science Journal.
Исследовательская группа под руководством Ричарда Картрайта из Университета Джонса Хопкинса зафиксировала на длине волны 3,1 микрометра спектральную особенность, характерную для кристаллического льда, — так называемый пик Френеля. Ранее такие спектры наблюдались на объектах пояса Койпера и в кольцах Сатурна.
Анализ данных показал, что на южном полушарии Европы залегают чистые кристаллы водяного льда на небольшой глубине, преимущественно в регионах Тара-Регио и Повис-Регио. Первый — геологически молодая область льда, а на поверхности второго обнаружена повышенная концентрация углекислого газа. Быстро разрушающийся кристаллический лед указывает на внутренний источник тепла, который оттаивает верхний слой, а затем перекристаллизует его менее чем за 15 дней.
Под этой поверхностью, по мнению планетологов, скрывается океан глубиной до 30 километров. Следы таких соединений, как хлорид натрия, пероксид водорода и углекислый газ, обогащенный изотопом углерода-13, подтверждают эту гипотезу. Эти вещества нестабильны и не могут долго сохраняться на поверхности без постоянного притока изнутри.
Для подтверждения гипотезы исследователи провели серию лабораторных экспериментов.
Они воспроизвели условия на Европе и изучили замерзание воды. Результаты показали, что ионизирующие частицы разрушают структуру кристаллического льда, превращая его в бесформенную массу. Сохранность кристаллического льда в отдельных регионах указывает на непрерывный приток тепла изнутри.
В областях с разбросанным и повторно замерзшим льдом обнаружили высокие концентрации углекислого газа, солей и, возможно, органических соединений. Внешний источник или метеоритная пыль не могут объяснить такой состав. Ученые предположили, что Европа не только геологически активна, но и обитаема.
Миссия NASA Europa Clipper должна прибыть на спутник в 2030 году, чтобы окончательно подтвердить эти выводы.