Хаббл нашел доказательства водяного пара у Европы

Европа скрывает под ледяной поверхностью огромный океан, что может предложить условия, благоприятные для жизни. Этот результат расширяет понимание астрономами атмосферной структуры ледяных лун и помогает заложить основу для запланированных научных миссий в систему Юпитера, чтобы исследовать, может ли среда в полумиллиарда миль от Солнца поддерживать жизнь.

Предыдущие наблюдения водяного пара на Европе были связаны с извергающимися сквозь лед шлейфами, как это сделал Хаббл в 2013 году. Они аналогичны гейзерам на Земле, но простираются более чем на 60 миль в высоту. Они производят кратковременные капли водяного пара в атмосфере Луны, что составляет всего одну миллиардную давления на поверхности земной атмосферы.

Новые результаты показывают, что аналогичные количества водяного пара распространяются на большей площади Европы в наблюдениях Хаббла, охватывающих период с 1999 по 2015 год. Это предполагает долгосрочное присутствие атмосферы водяного пара только в одном полушарии Европы, которое всегда противоположно направлению движения по орбите. Причина этой асимметрии между полушариями до конца не выяснена.

Это открытие стало результатом нового анализа архивных изображений и спектров телескопа Хаббла с использованием метода, который недавно привел к открытию водяного пара в атмосфере спутника Юпитера Ганимеда Лоренцем Ротом из Королевского института технологий, космоса и физики плазмы Швеции.

«Наблюдение за водяным паром на Ганимеде и на обратной стороне Европы продвигает наше понимание атмосферы ледяных лун», - сказал Рот. «Обнаружение стабильного водного изобилия на Европе немного более удивительно, чем на Ганимеде, потому что температура поверхности Европы ниже, чем Ганимеда».

Европа отражает больше солнечного света, чем Ганимед, поэтому поверхность на 60 градусов по Фаренгейту холоднее. Дневной максимум на Европе - холодный минус 260 градусов по Фаренгейту. Тем не менее, даже при более низкой температуре, новые наблюдения предполагают, что водяной лед сублимируется, то есть преобразуется непосредственно из твердого состояния в пар без жидкой фазы, у поверхности Европы, как и на Ганимеде.

Чтобы сделать это открытие, Рот углубился в архивные наборы данных Хаббла, выбрав ультрафиолетовые наблюдения Европы за 1999, 2012, 2014 и 2015 годы, когда луна находилась на разных орбитальных позициях. Все эти наблюдения были сделаны с помощью спектрографа визуализации космического телескопа Хаббла (STIS). Ультрафиолетовые наблюдения STIS позволили Роту определить содержание кислорода в атмосфере Европы, и, интерпретируя силу излучения на разных длинах волн, он смог сделать вывод о наличии водяного пара.

Это обнаружение открывает путь для углубленных исследований Европы будущими зондами, включая Europa Clipper НАСА и миссию Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) Европейского космического агентства (ESA). Понимание формирования и эволюции Юпитера и его спутников также помогает астрономам получить представление о подобных Юпитеру планетах вокруг других звезд.