Уже более десяти лет ученые интересуются длинными разломами на ледовитой поверхности Европы и материалом темного цвета, который они содержат, а также другими относительно молодыми геологическими особенностями, также покрытыми загадочным темным материалом. Теперь же ученые пришли к объяснению, которое не только предоставляет ответ, но и предполагает, что подземный океан луны может взаимодействовать с поверхностью: темный материал — морская соль. Однажды эти соленые океаны может исследовать зонд в виде кальмара.

«Если это просто соль из океана, который ниже, тогда ответ на вопрос, что это за темный материал, будет простым и элегантным», — говорит ведущий ученый проекта Кевин Хэнд, планетолог из Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене.

Другие исследования предполагают, что океан Европы может быть соленым, подобно земным океанам. И, как и на Земле, он может контактировать с каменистыми недрами, которые могут обеспечивать его минеральными питательными веществами, необходимыми для возможных форм жизни. Вода, выходящая на поверхность через трещины или возможные извержения, может также выводить эту соль на поверхность, оставляя намеки на возможную обитаемую жизнь на глубине.

«У нас много вопросов касательно Европы, наиболее важный и сложный из которых подразумевает наличие или отсутствие жизни. Исследования вроде этого важны, поскольку сосредоточены на вопросах, на которые мы точно можем ответить, вроде обитаема Европа или нет, — говорит Курт Нибур, ученый программы Outer Planets Program в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. — Как только мы ответим на эти вопросы, мы сможем подумать и о возможной жизни в океане под ледяной коркой Европы».

Новое исследование было принято к публикации в журнале Geophysical Research Letters.

Предыдущие исследования, которые используют данные с космического аппарата Galileo, предполагают, что цвет трещин темный из-за серы и содержащих магний соединений. Эти соединения должны подвергаться суровому воздействию излучения магнитного поля Юпитера. Новые эксперименты, однако, показывают, что эти соединения могут объяснить только цвета более старых участков пострадавшей местности; морская соль могла бы лучше объяснить цвет более молодых регионов.

Чтобы проверить это, Хэнд и его коллега Роберт Карлсорн создали имитацию участка поверхности Европы в своей лаборатории. Они протестировали разные виды материалов и собрали спектры для каждого, вроде отпечатков пальцев.

Как объяснил Хэнд, «мы называем это Европой-в-банке. Лабораторная установка имитирует условия на поверхности Европы с точки зрения температуры, давления и воздействия излучения. Спектры этих материалов можно сравнить с теми, которые будут собраны космическими аппаратами и телескопами».

В этих тестах они использовали образцы обычной соли (натрий хлорида) и смеси других солей и воды. Вакуумная камера воссоздала замороженную поверхность Европы при температуре -173 градуса. Пучок электронов имитировал интенсивную радиацию, попадающую на поверхности. Образцы, которые начинали в белом цвете, постепенно стали темно-желто-коричневыми, вроде материала на поверхности Европы. Анализ спектров показал сильную схожесть в цветах с разломами на поверхности Европы. Чем больше образцы подвергались воздействию излучения, тем темнее они становились, подобно тому, что видно на Европе. Эти изменения в цвете и темноте цвета должны помочь ученым определить, насколько стары особенности поверхности луны.

«Эта работа говорит нам, что химическая сигнатура подогретого радиацией хлорида натрия убедительно соответствует данным о загадочном материале Европы», — говорит Хэнд.

Более детального анализа, вероятно, придется ждать после миссии на Европу вроде Europa Clipper, которая пока имеется только на бумаге. Эта концепция включает в себя несколько облетов вокруг луны, которые позволят больше узнать о ее поверхности, недрах океана и потенциальной жизни. Возможный спускаемый аппарат предлагается как часть миссии, он мог бы исследовать темный материал уже на самой поверхности спутника. Впрочем, даже такая миссия позволит узнать о темном материале больше, чем любой телескоп на Земле.

Есть и другой, более амбициозный проект миссии: NASA только-только выбрало 15 предложений для изучения в рамках I этапа программы передовых инновационных концепций (NIAC), и одно из таких предложений включает «роботизированного кальмара» или водного ровера, который мог бы использовать подземный океан Европы или других похожих лун вроде Энцелада.

Из пресс-релиза:

«Одно из отобранных предложений предлагает использовать мягкий роботизированный ровер для миссий, которые нельзя осуществить с применением традиционных систем питания. Этот ровер напоминает угря с короткой антенной на спине, которая впитывает энергию из локально меняющихся магнитных полей. Задача проекта — обеспечить исследование лун газовых гигантов вроде Европы с помощью амфибий».

Части робота вроде щупальцев будут выступать как электродинамические накопители энергии, собирающие ее в локально меняющихся магнитных полях океана.

Возможность исследовать инопланетный океан на месте должна стать одной из самых невероятных космических миссий во все времена. С ее помощью можно будет напрямую брать образцы и анализировать воду, включая, конечно, поиск возможных проявлений жизни — даже микроскопической. Океан можно исследовать и издалека, с помощью космического аппарата, но нет ничего лучше, чем находиться в самом океане, плавать подобно местной рыбе и наблюдать его так близко впервые в истории.