Анализ данных «Хаббла» не подтвердил наличие гейзеров на Европе, спутнике Юпитера

Новости МирТесен

На протяжении более чем десяти лет предполагаемые гейзеры на Европе, ледяном спутнике Юпитера, рассматривались как один из наиболее перспективных индикаторов внутренней активности этого небесного объекта. Сообщение об их возможном обнаружении, сделанное в 2013 году на основе данных, полученных с космического телескопа Хаббл, вызвало повышенный интерес ученых к этому покрытому льдом спутнику, под ледяной поверхностью которого, как предполагается, находится обширный океан соленой воды. Эта гипотеза представляла особый интерес, так как открывала потенциальную возможность исследовать вещество из внутреннего океана, не прибегая к сверлению ледяной оболочки.

Новое исследование, выполненное тем же автором, который ранее сделал первоначальное открытие и теперь работает в Королевском технологическом институте KTH в Стокгольме, оспаривает эти же выводы. Проанализировав заново данные, полученные телескопом Хаббл в период с 1999 по 2020 год, ученые выяснили, что сигналы, которые в 2013 году трактовали как локальные выбросы водяного пара, скорее всего, возникли из-за неточностей при наложении изображений и неадекватного моделирования крайне разреженной атмосферы Европы.

Данная работа – уникальный пример того, как создатели изначального открытия подвергли его критической переоценке, опираясь на новые данные и усовершенствованные методы анализа. Специалисты пришли к выводу, что имеющихся статистических данных пока недостаточно для подтверждения существования шлейфов. Это не свидетельствует об отсутствии геологической активности в Европе, а указывает на то, что до сих пор не удалось убедительно продемонстрировать наличие на ее поверхности действующих гейзеров.

Изначальное обнаружение шлейфов произошло благодаря ультрафиолетовым наблюдениям, проведенным с использованием спектрографа Space Telescope Imaging Spectrograph, установленного на телескопе Хаббл. В 2013 году группа исследователей под руководством Лоренца Рота выявила излучение водорода и кислорода над южным полюсом Европы. Это излучение было рассмотрено как свидетельство выброса водяного пара в космос в виде шлейфов, достигающих высоты до 200 километров. В рамках нового исследования ученые вновь проанализировали 23 серии изображений, полученных в течение более чем двадцати лет наблюдений, уделив особое внимание эмиссии водорода в линии Лайман-альфа.

Анализ подтвердил наличие глобальной экзосферы водорода вокруг спутника, причем ее плотность оказалась выше, чем предполагалось ранее. Вместе с тем, не было выявлено никаких признаков локальных выбросов, которые можно было бы связать с гейзерами. Специалисты полагают, что важную роль в данном вопросе сыграло расположение диска Европы относительно детектора Хаббла. Даже небольшое смещение, всего на один или два пикселя, могло бы искусственно усилить некоторые области, создавая иллюзию сигналов выбросов. Проведенные учеными тесты с использованием синтетических данных демонстрируют, что такие незначительные ошибки способны приводить к ложноположительным результатам со статистической значимостью, превышающей 4 сигма.

Значительную роль также сыграло добавление в новую модель глобальной экзосферы водорода. Ранее диффузный сигнал, исходящий от этой разреженной атмосферы, рассматривался как локальное усиление излучения, однако, согласно новому анализу, это глобальное явление, охватывающее весь спутник. Даже с учетом переоценки данных о гейзерах, Европа по-прежнему представляет огромный интерес для изучения возможности существования жизни за пределами Земли. Полученные за последние десятилетия данные свидетельствуют о наличии глобального океана, расположенного под толщей льда, достигающей десятков километров, который, вероятно, поддерживается в жидком состоянии благодаря приливому нагреву, вызванному гравитационным воздействием Юпитера.

Несмотря на это, вероятность наличия шлейфов по-прежнему представляет собой одну из наиболее интригующих теорий. Так, зонд «Кассини» зафиксировал гейзеры, выбрасывающие воду и лед, на Энцеладе, что предоставило важные данные о составе скрытого подледного океана этого спутника Сатурна. В случае, если подобные процессы происходят и на Европе, будущие космические экспедиции смогут брать образцы вещества, выброшенного в космос, без необходимости посадки на поверхность или сверления ледяного покрова.

По мнению Джузеппе Пиччони, сотрудника Национального института астрофизики Италии (INAF) в Риме и участника миссии JUICE Европейского космического агентства, имеющиеся на данный момент сведения всегда были расплывчатыми и не предоставляли однозначных доказательств. Как он поясняет, свежие исследования не опровергают полностью возможность наличия шлейфов, однако демонстрируют, насколько затруднительно выделить истинные сигналы из артефактов, возникающих при наблюдениях в ультрафиолетовом диапазоне. Ожидается, что миссии JUICE (ESA) и Europa Clipper (NASA), запланированные для прибытия в систему Юпитера в 2031 и 2030 годах соответственно, позволят разрешить этот вопрос в ближайшие годы, благодаря специализированным приборам, предназначенным для изучения поверхности, атмосферы и внутреннего строения ледяного спутника.