Загадка ледяной луны: Доктор Лукас Паганини о водяном паре на Европе 0:00
Европа, спутник Юпитера, на протяжении десятилетий остается одним из самых многообещающих объектов Солнечной системы в поисках внеземной жизни. Ученые предполагают наличие под её ледяной оболочкой океана жидкой воды, и недавние исследования атмосферы этого небесного тела подкрепляют гипотезу о существовании активных геологических процессов. Гостем подкаста Event Horizon с Джоном Майклом Готье стал доктор Лукас Паганини, планетолог из Американского университета, который поделился результатами поиска водяного пара в разреженной атмосфере Европы.
Поиски воды с помощью телескопа Keck 🌌 2:07
Исследовательский проект, начатый в 2015 году, был направлен на обнаружение молекул воды в атмосфере Европы. Доктор Паганини и его коллеги использовали метод высокоточного инфракрасного спектроскопического анализа.
- Методология: Астрономы использовали телескоп Keck для измерения «флуоресцентных эффектов» — излучения, которое возникает, когда солнечные фотоны взаимодействуют с молекулами в атмосфере, возбуждая их, а затем испуская энергию в инфракрасном диапазоне.
- Кампания наблюдений: Команда получила 29 ночей наблюдений, из которых 17 оказались успешными (остальные были потеряны из-за неблагоприятных погодных условий).
- Результаты: В 16 случаях ученым не удалось обнаружить воду, что позволило установить лишь «верхние границы» содержания пара. Однако в один из дней прибор зафиксировал присутствие воды.
По мнению доктора Паганини, тот факт, что пар был зафиксирован лишь однажды, может указывать на транзитный характер активности — возможно, это был выброс мощного шлейфа (плюма). Альтернативная версия заключается в том, что уровень пара на Европе постоянно колеблется на грани чувствительности наземных телескопов, находящихся на расстоянии около 6 астрономических единиц (а.е.) от цели.
Сложности «земных» наблюдений 🔭 26:54
Наблюдение Европы с Земли сопряжено с серьезными техническими трудностями. Атмосфера нашей планеты сама по себе содержит водяной пар, который может создавать помехи при анализе данных.
Чтобы отсеять «шум» земной атмосферы, ученые применяют несколько приемов:
- Математические модели: Исследователи одновременно замеряют состав атмосферы Земли и состава наблюдаемого объекта, вычитая данные об атмосфере нашей планеты из итогового спектра.
- Высокое спектральное разрешение: Позволяет идентифицировать специфические сигнатуры молекул воды.
- Геоцентрическая скорость: Учитывается доплеровский сдвиг — относительная скорость движения Европы по отношению к Земле, что помогает «развести» сигнатуры объектов по разным частотам.
Контекст других тел Солнечной системы 🪐 14:08
Хотя такие объекты, как Энцелад, имеют доказанные шлейфы воды, доктор Паганини отмечает, что сравнивать их с Европой нужно крайне осторожно. Энцелад находится дальше от Земли, и уровень его активности значительно ниже того, что современные земные инструменты могут зафиксировать с достаточной точностью.
Что касается других спутников Юпитера, таких как Ганимед или Каллисто, ученый считает, что применение той же стратегии поиска возможно, однако результаты будут зависеть от глубины залегания предполагаемых океанов и интенсивности радиационного воздействия Юпитера. Существует гипотеза, что часть воды в атмосфере этих тел может возникать не из подповерхностных океанов, а вследствие «экзогенных» эффектов — радиационного выбивания частиц с ледяной поверхности спутника.
Взгляд в будущее: James Webb и будущие миссии 🚀 16:01
Доктор Паганини возлагает надежды на космический телескоп James Webb, который, как ожидается, будет как минимум в 10 раз чувствительнее телескопа Keck. Однако он предостерегает: даже Webb не гарантирует постоянного обнаружения водяного пара, так как плюмы могут быть спорадическими событиями.
Помимо поиска воды, ученые также искали следы этана, метанола и метана. Хотя на данный момент удалось получить лишь верхние границы их содержания, эти данные станут критически важным ориентиром для будущих миссий, таких как Europa Clipper. По словам доктора Паганини, если будущие космические аппараты смогут пролететь сквозь шлейфы, это даст человечеству уникальную возможность заглянуть «внутри» ледяной луны, не буря поверхность, и проследить эволюцию воды в Солнечной системе.
