Повторный анализ данных, собранных двадцать лет назад, позволил обнаружить на спутнике Юпитера Европе следы аммиака — вещества, способного выступать в роли природного антифриза. Это открытие указывает на возможную криовулканическую активность и повышенную устойчивость подледного океана Европы к замерзанию.

Роль аммиака и его происхождение

Аммиак (NH3) — соединение, которое быстро разрушается под воздействием солнечного излучения. В отсутствие плотной атмосферы его молекулы особенно уязвимы. Ранее аммиак находили на поверхности Плутона, его спутников и на лунах Урана, что свидетельствует о его регулярном поступлении из внутренних источников, поскольку твердая оболочка этих тел не может быть его химическим источником.

Новое открытие на Европе

Планетолог Аль Эмран из Лаборатории реактивного движения NASA обнаружил следы аммиака на Европе — спутнике диаметром 3120 километров, вращающемся вокруг Юпитера на расстоянии 0,67 миллиона километров. Площадь поверхности Европы сопоставима с площадью Африки. Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов Корнеллского университета.

Попытки обнаружить аммиак на Европе предпринимались десятилетиями. В 1980-х годах были зафиксированы признаки его присутствия в окрестностях спутника, однако более современные инструменты долгое время не давали положительных результатов.

Аль Эмран провёл повторный анализ данных спектрометра ближнего инфракрасного диапазона (NIMS), установленного на борту аппарата «Галилео», работавшего на орбите Юпитера в 1995–2003 годах. Этот инструмент позволил зафиксировать полосы поглощения аммиака на спутниках Юпитера.

Значение находки

Учёный пришёл к выводу, что аммиак на Европе может входить в состав гидратов или хлоридов. Поскольку Юпитер находится ближе к Солнцу, чем Уран или Плутон, наличие аммиака на Европе указывает на его поступление из-под поверхности спутника, вероятно, из подледного океана. Несмотря на крайне низкие температуры поверхности (до минус 220 °C на полюсах), ранее уже предполагалось существование подледного океана на Европе.

Следы аммиака свидетельствуют о том, что океан под поверхностью Европы может быть глубже и больше, чем считалось ранее, а толщина ледяной оболочки — тоньше. Аммиак, смешиваясь с водой, понижает точку замерзания до минус 100 °C, что делает океан менее склонным к замерзанию. Ранее объём этого океана оценивался вдвое больше объёма всех океанов Земли.

Геологические сценарии и криовулканизм

Долгое время планетологи обсуждали два варианта геологического устройства Европы. В первом случае лед над океаном очень толстый, и криовулканы практически не достигают поверхности. Во втором — ледяная оболочка тоньше, что позволяет криовулканизму периодически выходить на поверхность. Новое исследование подтверждает, что второй вариант ближе к истине.

Биологическая значимость

Обнаруженное соединение содержит первые известные следы азота на Европе. Азот необходим для жизни земного типа, так как входит в состав ДНК. Ранее аммиак находили на поверхности Энцелада, спутника Сатурна, где его также связывали с потенциальной обитаемостью подледного океана.

Причины редкости обнаружения аммиака

Причины того, что аммиак обнаруживается не во всех наблюдениях, остаются неясными. Возможно, его появление связано с криовулканическими извержениями, при которых жидкая вода из подповерхностного океана поднимается на поверхность. Если такие извержения происходят редко, аммиак успевает разрушаться под действием ультрафиолета, что затрудняет его обнаружение.

Криовулканизм характерен для ледяных спутников планет-гигантов и карликовых планет, таких как Церера и Плутон. Если промежутки между извержениями на Европе значительны, аммиак разрушается, что объясняет сложность его обнаружения.