Поверхность Европы, покрытая льдом, подвергается непрерывному воздействию электронов, что вызывает слабое свечение, интенсивность которого связана с составом ледяного покрова.
Европа, один из самых больших спутников Юпитера, имеет ледяную поверхность, под которой, вероятно, скрывается обширный резервуар жидкой воды. Это одно из самых перспективных мест для поиска жизни во всей Солнечной системе. И когда сюда прибудут новые космические зонды, они заметят слабое свечение, исходящее изо льда в темноте. Такой неожиданный эффект предсказывают эксперименты, проведенные Марти Гудипати (Murthy Gudipati) и его коллегами из Лаборатории реактивного движения NASA. О них ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Поверхность Европы подвергается непрерывному воздействию потока заряженных частиц, главным образом электронов, которые разгоняются в сильном магнитном поле, создаваемом ближайшим газовым гигантом Юпитером. Чтобы понять, как лед ведет себя при таком воздействии, исследователи воссоздали этот процесс в лабораторных условиях. К их удивлению, было установлено, что лед обладает слабой флуоресценцией, интенсивность свечения которой связана с наличием примесей.
Авторам поступал лед, полученный как из очищенной воды, так и из воды, содержащей различные соли. Образцы помещались в вакуумную камеру при температуре приблизительно минус 173 °С и подвергались воздействию электронов с энергией, аналогичной той, что регистрируется в Европе. С помощью спектрометра фиксировалось слабое свечение, возникающее в процессе, и было установлено, что добавление хлорида натрия уменьшает его интенсивность, а сульфат магния, напротив, увеличивает.
Из-за крайне низкой интенсивности флуоресценции ее обнаружение на Европе возможно только с помощью перспективных космических аппаратов, предназначенных для работы непосредственно в системе Юпитера. Ожидается, что именно такие исследования будут проведены готовящаяся миссия Europa Clipper, во время пролетов над ночной стороной спутника. По яркости свечения отдельных участков льда можно будет предположить содержание в них различных солей, а возможно, уточнить и состав подледного океана.
Описанные эксперименты проводились в течение короткого периода: воздействие потока электронов на ледяные образцы занимало всего 20 секунд. На самом же спутнике Европе этот процесс длится миллиарды лет, и остается неясно, сможет ли флуоресценция сохраняться столь продолжительное время. К тому же, весьма вероятно, что лед на этом спутнике содержит недостаточно солей, чтобы слабый эффект был различим. Все станет известно в начале 2030-х годов, когда к Юпитеру достигнет зонд Europa Clipper.