Европа, один из четырёх спутников Юпитера, вероятно, содержит под ледяной поверхностью океан. Примечательно то, что внешняя ледяная оболочка, возможно, движется с иной скоростью, чем скрывающийся под ней океан и каменистая сердцевина.
В течение многих лет исследователи объясняли это воздействием гравитации Юпитера на поверхность спутника, которая предположительно ускоряла его вращение.
Команда Хамиша Хэя, исследователя из Оксфордского университета, создала новое моделирование геологических особенностей Европы. Результаты демонстрируют, что подземные течения океанской воды могут оказывать воздействие на ледяной панцирь, ускоряя и замедляя его вращение в разные периоды времени.
Роберт Паппалардо из JPL, соавтор исследования и научный сотрудник проекта «Клипер для Европы», заявил:
Я не ожидал, что изменения в океанской циркуляции могут так сильно влиять на ледяной покров.
Используя методы, разработанные для изучения земного океана, исследователи с помощью суперкомпьютеров НАСА построили крупные модели океана Европы. Затем изучили, как в нём движется вода и как нагрев и охлаждение влияют на это движение.
Ученые полагают, что внутренний океан Европы прогревается снизу из-за радиоактивного распада и приливного нагрева внутри ядра из камней. Как и в кастрюле, где вода греется на плите, горячая вода Европы поднимается к поверхности океана.
Исследование сфокусировалось на расчете сопротивления, то есть горизонтальной силы, которую океан оказывает на лёд над ним. Внеся это сопротивление в модели, учёные пришли к выводу: если течения достаточно быстрые, то сопротивление льда может стать достаточным для ускорения или замедления скорости вращения оболочки. Количество внутреннего нагрева, а значит и характер циркуляции в океане, могут меняться со временем, потенциально влияя на скорость вращения лёдного панциря.
Исследования показывают, что сила течений и их сопротивление ледяному щиту могут объяснять некоторые геологические процессы на поверхности Европы. Трещины и хребты – результат того, как ледяная оболочка растягивается и разрушается под воздействием океанических течений.
Измерения, собранные миссией НАСА Europa Clipper, позволят точно определить скорость вращения ледяной оболочки Европы. Сравнив изображения от Europa Clipper с снимками Galileo и Voyager, ученые смогут изучить положение геологических объектов на поверхности и выяснить, изменилось ли положение ледяной оболочки спутника со временем.
Сборку и испытания миссии Europa Clipper проводят в JPL, запуск запланирован на 2024 год. В 2030 году аппарат выйдет на орбиту Юпитера и проведет 50 полетов над Европой, используя приборы для сбора научных данных.
Задача миссии — выяснить, есть ли на Европе, с её глубоким внутренним океаном, условия, которые могут быть благоприятны для жизни.