Ученые направили радары на спутник Юпитера и обнаружили кое-что очень интересное
Дальняя и загадочная Европа, одна из самых перспективных планет для поиска внеземной жизни, вновь оказалась в центре внимания астрономов. В течение тринадцати лет исследователи "простукивали" её ледяную оболочку с помощью мощных радиосигналов, пытаясь заглянуть туда, где царит вечная мерзлота.
Что скрывает ледяная броня спутника Юпитера?
Группа исследователей завершила самое масштабное на сегодняшний день радиолокационное исследование Европы, используя возможности солнечного радара NASA Goldstone и телескопа Green Bank Национального научного фонда США (NSF GBT). В период с 2011 по 2024 годы ученые регулярно посылали в сторону спутника радиоволны, фиксируя их отражение. Полученные результаты подтвердили уникальность этого мира: его поверхность рассеивает энергию чрезвычайно сложным образом, который не свойственен ни одному каменистому небесному телу в Солнечной системе, пишет Phys.org.
Смотрите также Дожди из рубинов и сапфиров: James Webb обнаружил экстремальные погодные условия на далекой экзопланете
Европа, наряду с Ганимедом и Каллисто, входит в тройку крупнейших спутников Юпитера, обладающих ледяной оболочкой. Астрономы предполагают, что под этой толщей скрываются океаны жидкой воды. Однако именно Европа считается главной целью в поиске среды, пригодной для жизни. Проблема заключается в том, что геологические особенности на поверхности позволяют лишь догадываться о процессах, происходящих внутри. Радарный метод стал тем инструментом, который позволил "пробить" эту стену неизвестности.
Радар проникает глубже, чем то, что легко увидеть, поскольку радиоволны могут проходить сквозь лёд и нести информацию о его внутренней структуре и чистоте,
– прокомментировала аспирантка Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Туньхуэй Се.
Эффект зеркального сияния в пористом льду
Анализ собранных данных показал, что радарное "альбедо" Европы (показатель её отражения для радиоволн) значительно выше, чем у обычных планет или астероидов. Ученые обнаружили, что отраженный сигнал сохраняет ту же круговую поляризацию, что и исходящий луч. Это является прямым свидетельством многократного рассеяния сигнала внутри очень чистого и пористого льда.
Такую аномальную яркость объясняют явлением, которое называют "когерентным эффектом оппозиции обратного рассеяния". Суть его заключается в том, что радиоволны не просто отражаются от поверхности, а как бы блуждают внутри льда, прежде чем вернуться к наземным телескопам. Это создает сверхмощное "эхо", которое специалисты использовали для определения глубины проникновения сигнала. Они установили предел прозрачности льда, что критически важно для понимания того, как далеко вглубь смогут заглянуть приборы будущих космических миссий.
Интересно, что нынешние результаты полностью совпадают с данными исследований конца 1980-х и начала 1990-х годов. Это означает, что радиолокационные свойства Европы остаются стабильными на протяжении десятилетий. Несмотря на изменение углов наблюдения и положения спутника, учёные увидели целостную картину, которая позволяет объединить наземные наблюдения и данные космических аппаратов в единую физическую модель.
Смотрите также Лицо новой эпохи: NASA представило экипаж исторической миссии Artemis 3
Магнитное воздействие Юпитера и будущие миссии
Особое внимание исследователи уделили тому, меняется ли яркость спутника в зависимости от того, какой стороной он обращен к Юпитеру. Хотя в целом показатели остаются стабильными, статистический анализ выявил намек на асимметрию: задняя полусфера Европы может быть несколько ярче в одном из типов поляризации. Если дальнейшие наблюдения это подтвердят, причиной могут быть заряженные частицы из мощной магнитосферы Юпитера. Они бомбардируют лёд, изменяя его структуру или создавая микроскопические образования, которые по-разному взаимодействуют с радиоволнами.
Полученные знания станут основой для подготовки новых экспедиций. В частности, ученые уже готовятся использовать эти данные для калибровки приборов зонда Europa Clipper, который сейчас находится на пути к Юпитеру.
Будущие планетарные и космические миссии, такие как NASA Europa Clipper, могут извлечь пользу из этого вида радиолокационных исследований,
– добавил учёный NSF NRAO Уилл Арментроут.
В настоящее время возможности телескопа Green Bank продолжают развиваться. Инженеры разрабатывают новые технологии, которые позволят получать еще более четкие изображения далеких миров, превращая земные обсерватории в мощные инструменты глубокого космического сканирования.