Місяць Юпітера, Європа, трохи менший за Місяць Землі і є одним із найперспективніших місць для пошуку інопланетного життя. Серед системи Юпітера Європа представляє особливий інтерес для вчених через переконливі докази того, що поживні речовини, вода та енергія потенційно можуть забезпечити придатне для життя середовище для певної форми життя за межами Землі. Крім того, вважається, що Європа складається з чотирьох шарів (від поверхні до центру): крижаного панцира, солоного океану, кам’яної мантії та металевого ядра.
Подібно до Землі, океан Європи торкається скелястого морського дна, що може сприяти хімічному складу каменю та води, сприятливому для життя. Деякі вчені також вважають, що на морському дні можуть бути вулкани, які можуть забезпечити більше енергії та поживних речовин для потенційної біосфери.
Вчені ASU Кевін Трін, Карвер Бірсон і Джо О’Рурк зі Школи дослідження Землі та космосу досліджували наслідки формування Європи з низькими початковими температурами, використовуючи комп’ютерний код, який написав Трін. Їхні висновки були нещодавно опубліковані в Science Advances.
Гідратовані породи можуть бути ключовим інгредієнтом
Європа може мати метаморфічне походження океану. У той час як деякі вчені припускали це, Трін і його команда показують, що якщо Європа справді утворилася з гідратованих порід (тобто породи містять водень і кисень), то достатня частина внутрішньої частини Європи має нагрітися настільки, щоб вивільнити воду безпосередньо з гідратованих порід і утворити океан. і крижаний панцир.
«Походження океану Європи є важливим, оскільки потенціал Місяця для підтримки життя в кінцевому підсумку залежить від хімічних інгредієнтів і фізичних умов під час процесу формування океану», — сказав Кевін Трін, аспірант Школи дослідження Землі та космосу ASU.
Утворення металевого ядра вимагає високих температур
Багато вчених, які вивчали цей крижаний місяць, припускали, що Європа утворилася з металевим ядром під час або незабаром після акреції. Це дослідження ASU суперечить цьому прогнозу, натомість стверджуючи, що Європа, можливо, почала формувати своє металеве ядро лише через мільярди років після акреції (якщо це взагалі сталося).
«Для більшості світів у Сонячній системі ми схильні думати, що їхня внутрішня структура встановлюється незабаром після того, як вони закінчують формування. Ця робота дуже захоплююча, тому що вона переосмислює Європу як світ, внутрішня частина якого повільно розвивалася протягом усього свого життя. Це відкриває двері для майбутніх досліджень, щоб зрозуміти, як ці зміни можна спостерігати в Європі, яку ми бачимо сьогодні», – сказав Карвер Бірсон, науковий співробітник Школи дослідження Землі та космосу ASU.
Існування металевого ядра глибоко пов’язане з внутрішнім теплом Європи, яке також може бути використано для стимулювання вулканізму морського дна та створення придатного для життя середовища морського дна. Однак незрозуміло, чи виділила Європа достатньо тепла для формування такого ядра. Код Тріна розраховує, як тепло генерується та розподіляється по всьому Місяцю, використовуючи ті ж керівні рівняння, які багато геодинаміків використовували протягом десятиліть. Однак новий результат команди походить від оскарження припущень, загальних для моделювання Європи: такий маленький місяць, як Європа, може утворитися як холодна суміш льоду, каміння та металу.
Однак усі ці процеси вимагають гарячого внутрішнього середовища. Такий невеликий супутник, як Європа (~1% маси Землі), може не мати достатньо енергії, щоб ініціювати або підтримувати процеси, схожі на земні — утворення металевого ядра, вулканізм морського дна та постійну геохімію каменів і води, — що означає, що потенціал Європи для життя невизначений. Точний час утворення Європи визначає кількість тепла, отриманого від радіоактивного розпаду короткоживучого ізотопу алюмінію. Припливне нагрівання (через гравітаційну взаємодію з Юпітером та іншими супутниками) також визначає швидкість поділу внутрішньої частини Європи на окремі шари.
Морське дно Європи може бути прохолодним, зволоженим і відчувати обмежений (якщо такий є) вулканізм морського дна
Це дослідження передбачає, що в Європі може бути обмежена гідротермальна активність і вулканізм морського дна, що може перешкоджати життєздатності. Однак для впевнених прогнозів потрібно більше даних.
«Європа — це не просто мокра Земля-дитинка. Це особливий світ, повний таємниць, які потрібно розгадати», — сказав Джозеф О’Рурк, доцент Школи дослідження Землі та космосу АСУ.
У жовтні 2024 року NASA планує запустити космічний корабель під назвою Europa Clipper, який має прибути до Європи у квітні 2030 року. Завдяки нещодавній роботі Тріна, Бірсона та О’Рурка вчені зможуть краще інтерпретувати дані, що надходять від Europa Clipper, чий Основна мета полягає в тому, щоб оцінити крижаний супутник Юпітера Європу на потенційні умови для життя. Джерело