Исследователи смоделировали вероятный тепловой обмен под толщей льда спутника Юпитера Европы. Согласно модели, океан спутника подогревается подводными вулканами, что создаёт благоприятную среду для зарождения жизни.
Шестой спутник Юпитера Европа по размерам немного меньше Луны и близок к планетам земной группы по составу пород. Исследователи предполагают, что поверхность спутника покрыта слоем льда толщиной 10—30 километров, а под ним находится жидкий океан, скалистая мантия и металлическое ядро. Температура поверхности составляет 150–190 °C ниже нуля. По количеству воды в Солнечной системе Европа занимает второе место после Земли.
Учёные всерьёз задумались о наличии микробной жизни под слоем льда Европы после того, как в 2013 году исследователи Калифорнийского университета заметили следы присутствия перекиси водорода. Перекись необходима для метаногенеза — образования метана анаэробными археями. Кроме того, в 2016 году исследователи предоставили прямые свидетельства присутствия гейзеров на Европе, наличие которых предполагали ещё в 2012 году. Они косвенно подтверждали существование жидкого океана под слоем льда, а также вулканической активности спутника, не позволяющей воде замёрзнуть.
Группа учёных из НАСА собрала все имеющиеся данные и использовала для моделирования теплового обмена спутника.
Согласно новой модели, окружающая железное ядро спутника мантия нагревается за счёт гравитационного воздействия газового гиганта. Когда Европа вращается вокруг Юпитера, её внутренние слои смещаются и трескаются под действием гравитации, что вызывает трение внутри спутника. Чем больше смещается внутренняя поверхность, тем больше выделяется тепла. Разогретая мантия напрямую взаимодействует с океаном под ледяной корой, разогревая его многочисленными подводными вулканами. Авторы также предполагают, что вулканическая активность сконцентрирована вблизи полюсов Европы — там, где генерируется наибольшее количество тепла.
Эффект, благодаря которому разогревается мантия, носит название «приливный разогрев» и наблюдается у большинства систем «спутник — центральный объект». В том числе такое есть у Ио, другого спутника Юпитера с сотнями известных активных вулканов. Но Ио находится ближе к Юпитеру, поэтому нельзя уверенно заявлять о такой же активности мантии у Европы.
По словам исследователей, Европа способна поддерживать вулканическую активность в течение миллионов лет. Если вулканы подо льдом существуют, они создают необходимые для образования жизни условия. Подобным образом устроены гидротермальные источники на дне земных океанов. Химическая энергия гидротермальных систем может поддерживать жизнь во внутреннем океане Европы.
Исследователи смогут проверить прогнозы только когда до Европы в 2030 году доберётся межпланетная станция НАСА Europa Clipper. Станция будет вращаться вокруг орбиты спутника и собирать данные о его строении и активности поверхности, а также брать пробы из тонкой атмосферы. Кроме того, Europa Clipper соберёт данные о гравитации и магнитном поле Европы, которые подтвердят или опровергнут наличие вулканической активности.
Учёные рассчитывают обнаружить места, где вода просачивается на поверхность сквозь ледяную кору. Там могут оставаться следы морской воды или даже шлейфы водяного пара с частицами, присутствующими на морском дне.
Поиск жизни на Европе не является основной целью миссии станции Europa Clipper. Тем не менее, она проведёт детальное изучение спутника и выяснит, может ли он поддерживать жизнь.
