Находка специалистов Калифорнийского технологического института в Пасадене, описанная на страницах журнала Astronomical Journal и на официальном сайте NASA, представляет особый интерес в контексте анонсированной вчера миссии Роскосмоса к другому спутнику Юпитера, Ганимеду. И предложенный НПО Лавочкина проект, и европейская миссия JUICE ориентированы на Ганимед, а данные NASA тем временем указывают на другое небесное тело.
Европа, тем не менее, имеет с Ганимедом много общего. Астрономы считают, что оба спутника покрыты толстой ледяной корой, под которой может скрываться жидкий океан. В пользу этого предположения говорит как малая плотность обоих объектов, так и ряд деталей на их поверхности. Поверхность Европы является очень гладкой, на ней практически нет кратеров, но есть множество трещин: такое характерно для сравнительно молодого слоя льда, который еще и регулярно обновляется. А раз лед обновляется, то под ним должна быть вода; вопрос только в толщине ледяного слоя и в химическом составе подледного океана.
Толщину океана ученые оценивают в сто километров, эти оценки основаны на общей плотности Европы. Задача же определения состава воды кажется на первый взгляд неразрешимой — как проанализировать то, что даже нельзя увидеть? Но, судя по данным Galileo, ледяная кора спутника вовсе не непроницаема и соленая вода из внутреннего океана просачивается на поверхность. Из подледных вод выпадают минеральные осадки и их можно засечь при помощи инфракрасной спектроскопии — минералы отражают инфракрасный свет иначе, чем чистый лед.
Используя информацию, собранную приборами Galileo и проведя ряд дополнительных наблюдений при помощи наземного телескопа «Кек» на Гавайских островах (все крупные телескопы также оснащены спектрографами), ученые смогли выяснить состав осадочных пород на ледниках юпитерианского спутника. А для верности группа Кевина Хэнда из Лабораторий реактивного движения в Пасадене (JPL, исследовательский центр NASA) еще и провела ряд натурных экспериментов со смесями разных солей — от обычной поваренной соли до чистящего средства на основе едкого натра, алюминиевого порошка и той же соли.
Все это позволило с уверенностью сказать — на льдах Европы сформировались залежи эпсомской соли или эпсомита, сульфата магния MgSO4. На Земле этот минерал был найден впервые у города Эпсом в Англии и из него до сих пор делают слабительные препараты (а заодно — добавку к цементу, отбеливатели для ткани и даже добавляют в аэродромные покрытия), он образует красивые полупрозрачные сталактиты в пещерах, ну а на Европе, вероятно, он просто лежит на поверхности.
Сталактит из эпсомской соли на Земле, одна из пещер в штате Нью-Мексико, США. Снимок пользователя Wikimedia WTucker.
Значит ли это то, что внутренности спутника заполнены чистым солевым слабительным раствором? Как считают авторы исследования — нет. Инфракрасная спектроскопия имеет один существенный недостаток, она не позволяет уверенно различить хлориды натрия и калия, поскольку отраженное ими инфракрасное излучение слабо отличается от излучения, отраженного чем-то еще. Так что уверенно можно говорить о том, что соленый океан на Европе содержит достаточно магния и серы, а вот про хлориды и щелочные металлы пока сказать нечего. Из общих соображений ученые считают, что состав воды там должен напоминать земные океаны: в которых тоже есть магний, причем он занимает третье место по распространенности среди растворенных элементов. Магния в океанской воде на Земле 0,13%.