Що приховує крижана броня супутника Юпітера?
Група дослідників завершила наймасштабніше на сьогодні радарне вивчення Європи, використовуючи потужності сонячного радара NASA Goldstone і телескопа Green Bank Національного наукового фонду США (NSF GBT). Протягом періоду з 2011 по 2024 роки вчені регулярно надсилали у бік супутника радіохвилі, фіксуючи їхнє віддзеркалення. Отримані результати підтвердили унікальність цього світу: його поверхня розсіює енергію в надзвичайно складний спосіб, який не властивий жодному кам'янистому небесному тілу в Сонячній системі, пише Phys.org.
Дивіться також Дощі з рубінів і сапфірів: James Webb виявив екстремальну погоду на далекій екзопланеті
Європа, разом із Ганімедом та Каллісто, входить до трійки найбільших супутників Юпітера, що володіють крижаним панциром. Астрономи припускають, що під цією товщею ховаються океани рідкої води. Проте саме Європа вважається головною ціллю для пошуку середовища, придатного для життя. Проблема полягає в тому, що геологічні особливості на поверхні дозволяють лише здогадуватися про процеси, що відбуваються всередині. Радарний метод став тим інструментом, що дозволив "пробити" цю стіну невідомості.
Радар проникає глибше за те, що легко побачити, оскільки радіохвилі можуть проходити крізь лід і нести інформацію про його внутрішню структуру та чистоту,
– прокоментувала аспірантка Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі Туньхуей Се.
Ефект дзеркального сяйва у пористому льоді
Аналіз зібраних даних показав, що радарне "альбедо" Європи (показник її відбиття для радіохвиль) значно вище, ніж у звичайних планет чи астероїдів. Науковці виявили, що відбитий сигнал зберігає ту саму кругову поляризацію, що й надісланий промінь. Це є прямим свідченням багаторазового розсіювання сигналу всередині дуже чистого й пористого льоду.
Таку аномальну яскравість пояснюють явищем, яке називають "когерентним ефектом опозиції зворотного розсіювання". Суть його полягає в тому, що радіохвилі не просто відбиваються від поверхні, а ніби блукають усередині льоду, перш ніж повернутися до земних телескопів. Це створює надпотужне "ехо", яке фахівці використали для визначення глибини проникнення сигналу. Вони встановили ліміт прозорості льоду, що є критично важливим для розуміння того, як далеко вглиб зможуть зазирнути прилади майбутніх космічних місій.
Цікаво, що нинішні результати повністю збігаються з даними досліджень кінця 1980-х та початку 1990-х років. Це означає, що радарні властивості Європи залишаються стабільними протягом десятиліть. Попри зміну кутів спостереження та положення супутника, вчені побачили цілісну картину, яка дозволяє об'єднати наземні спостереження та дані космічних апаратів у єдину фізичну модель.
Дивіться також Обличчя нової епохи: NASA представило екіпаж історичної місії Artemis 3
Магнітний вплив Юпітера та майбутні місії
Окрему увагу дослідники приділили тому, чи змінюється яскравість супутника залежно від того, якою стороною він повернутий до Юпітера. Хоча загалом показники залишаються сталими, статистичний аналіз виявив натяк на асиметрію: задня півсфера Європи може бути дещо яскравішою в одному з типів поляризації. Якщо подальші спостереження це підтвердять, причиною можуть бути заряджені частинки з потужної магнітосфери Юпітера. Вони бомбардують лід, змінюючи його структуру або створюючи мікроскопічні утворення, які по-іншому взаємодіють із радіохвилями.
Отримані знання стануть фундаментом для підготовки нових експедицій. Зокрема, науковці вже готуються використовувати ці дані для калібрування інструментів зонда Europa Clipper, який зараз перебуває на шляху до Юпітера.
Майбутні планетарні та космічні місії, такі як NASA Europa Clipper, можуть отримати вигоду від цього типу радарної науки,
– додав учений NSF NRAO Вілл Арментроут.
Наразі можливості телескопа Green Bank продовжують розвивати. Інженери розробляють нові технології, які дозволять отримувати ще чіткіші зображення далеких світів, перетворюючи земні обсерваторії на потужні інструменти глибинного космічного сканування.