Юпітер має десятки супутників, але двоє з них уже багато років не дають спокою вченим. Вони обертаються майже поруч, немов сусіди, але виглядають так, ніби походять із різних світів. Один — Іо — це справжнє пекло з безперервними виверженнями вулканів, лавою та попелом. Інший — Європа — холодний крижаний світ, під поверхнею якого, ймовірно, ховається гігантський океан рідкої води.
Довгий час науковці вважали, що колись ці супутники були схожими, а згодом «розійшлися» через різні умови та еволюцію. Але нове дослідження пропонує значно простіше й водночас несподіване пояснення: Іо та Європа ніколи не були однаковими.
Вони різнилися з самого початку
Нове дослідження, проведене під керівництвом доктора Олів’є Мусіса зі Southwest Research Institute спільно з науковцями з Університету Екс-Марселя, повертає нас до моменту народження цих супутників. Замість того щоб з’ясовувати, що з ними сталося пізніше, вчені поставили інше запитання: а що, як уся різниця була закладена ще під час формування?
Іо та Європа обертаються навколо Юпітера майже поруч, але Іо — сухий і надзвичайно вулканічний, а Європа багата на лід і воду. Контраст настільки разючий, що він дивує дослідників ще з часів перших прольотів космічних апаратів біля Юпітера наприкінці 1970-х років.
Як формувалася система Юпітера
Щоб розібратися в цій загадці, команда змоделювала ранні етапи існування супутників. У комп’ютерних симуляціях врахували всі можливі джерела тепла: радіоактивний розпад, потужні припливні сили Юпітера та його випромінювання.
Важливий момент: вода потрапляла до супутників не у вигляді чистого льоду, а була «захована» в мінералах, що містять воду. Це означає, що позбутися її згодом було б надзвичайно складно.
І тут моделі дали чітку відповідь. Навіть за екстремальних умов Іо не міг би повністю втратити воду, якби спочатку мав її в значних кількостях. Фізика просто цього не дозволяє.
Різне походження, а не різна доля
Те саме стосується й Європи: якщо вона сформувалася з водою, жодні пізні процеси не змогли б швидко її «висушити». Висновок став очевидним — ці супутники утворилися з різних матеріалів.
Іо виник ближче до Юпітера, у зоні, де було занадто спекотно для стабільного існування води. Європа сформувалася трохи далі, де крижані й водянисті матеріали були поширеними та стійкими. Відмінності були закладені з самого народження, і жодна подальша еволюція не змогла їх стерти.
Це змінює давнє уявлення про те, що висока щільність Іо є наслідком втрати води з часом. Насправді вона просто відображає початковий склад цього супутника.
Чому це важливо сьогодні
Розуміння того, як формувалися супутники Юпітера, допомагає краще відтворити історію всієї системи гігантської планети. А ще — підказує, де в Сонячній системі варто шукати рідку воду і, можливо, умови для життя.
Європа давно вважається одним із найперспективніших місць для таких пошуків. І зовсім скоро вчені отримають нові дані. У 2030-х роках до Юпітера вирушать місії NASA Europa Clipper та європейська JUICE, які детально досліджуватимуть його супутники. Особливу увагу приділять Європі та можливим викидам водяної пари з-під її крижаної поверхні.
Історія Іо та Європи виявилася не розповіддю про повільні зміни з часом, а про стартові умови. Іноді, щоб зрозуміти цілий світ, достатньо уважно прочитати його першу сторінку.