НАСА Юнона Миссия продолжает вращаться вокруг Юпитера, собирая данные о его атмосфере, составе, гравитационном поле, магнитном поле и радиационной среде. Эти данные помогают ученым больше узнать о формировании планеты, внутренней структуре, распределении массы и о том, что движет ее мощными ветрами. Периодически космический корабль также совершает облёты крупнейших спутников Юпитера (Галилеевых спутников), получая потрясающие изображения и важные данные с их поверхностей. К ним относятся оптические и тепловые изображения многих действующих вулканов Ио, ледяной местности Европы и инфракрасные изображения Ганимеда.
Во время своего последнего пролета над Ганимедом (7 июня 2021 г.) Юнона собрал инфракрасные изображения и спектры на поверхности Луны с помощью инструмента Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM). Согласно недавнему исследованию международной группы исследователей, эти данные выявили наличие солевых минералов и органических молекул на ледяной поверхности Луны. Результаты могут помочь ученым лучше понять происхождение Ганимеда, состав его внутреннего океана и способ обмена веществ между поверхностью и недрами. Короче говоря, это может помочь ученым определить, существует ли жизнь глубоко внутри океана Ганимеда.
Группу возглавил Федерико Този, соавтор исследования «Юноны» и научный сотрудник Национального института астрофизики – Института космической астрофизики и планетологии (IAPS-INAF). К нему присоединились многочисленные коллеги из IAPS-INAF, Итальянского космического агентства (ASI), Юго-западного исследовательского института (SwRI), Института планетарных наук (PSI), Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Римского университета Сапиенца, и Корнелльский университет. Статья, в которой подробно описываются их выводы, была опубликована 30 октября в журнале. Природа Астрономия.
С тех пор, как в 1979 году в системе пролетели зонды «Вояджер», галилеевы спутники (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) представляли большой интерес для ученых. Ганимед, самый крупный из Галилеев (и даже больше, чем планета Меркурий), привлек большое внимание из-за своего внутреннего океана, который, как полагают, содержит больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые. Кроме того, Луна — единственный спутник в Солнечной системе, имеющий магнитное поле, которое, как полагают, возникает из-за расплавленного внешнего ядра, вращающегося в противоположных направлениях относительно самой Луны (подобно Земле).
Из-за его состава и структуры — скалистого и металлического ядра, окруженного обширными ледяными щитами и океаном с жидкой водой — учёные также предполагают, что на границе ядра и мантии может существовать гидротермальная активность. Это может обеспечить необходимые химические ингредиенты и энергию для поддержания жизни, подобно тому, как гидротермальные источники, как полагают, дали начало самым ранним формам жизни на Земле. Поскольку на поверхности Ганимеда наблюдаются признаки всплытия на поверхность, ученые предположили, что на поверхности могут существовать возможные признаки жизни («биосигнатуры»).
Предыдущие спектроскопические наблюдения космического корабля НАСА «Галилео», космического телескопа «Хаббл» и Очень большого телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили намекали на присутствие солей – сульфата магния (MgSO).4) и, возможно, сульфат натрия (Na2ТАК4) – и органические молекулы на его поверхности. Однако пространственное разрешение этих наблюдений было недостаточным, чтобы сказать наверняка. 7 июня 2021 г. Юнона пролетел над Ганимедом на минимальной высоте 1046 км (650 миль) и собрал данные с помощью своего инструмента JIRAM (см. видео ниже), чтобы определить, есть ли какие-либо потенциальные биосигнатуры, которые можно найти на поверхности.
Построенный Итальянским космическим агентством (Agenzia Spaziale Italiana), JIRAM был разработан для улавливания инфракрасного света из глубины Юпитера и исследования слоистой атмосферы на глубине от 50 до 70 км (от 30 до 45 миль) под верхушками облаков. Инструмент также использовался для получения информации о рельефе галилеевых спутников, предоставления данных о рельефе поверхности и составе ледяной корки, которая состоит в основном из замороженной воды и летучих веществ, таких как углекислый газ, диоксид серы, гидросульфат и Органические молекулы.
Во время пролета в июле 2021 года прибор JIRAM получил инфракрасные спектры беспрецедентного пространственного разрешения — более 1 км (0,62 мили) на пиксель. В результате исследовательская группа смогла обнаружить и проанализировать уникальные спектральные особенности минеральных солей, в том числе гидратированного хлорида натрия (NaCl), хлорида аммония (NH2Cl) и бикарбонат натрия (NaHCO3). Они также отметили возможность существования алифатических альдегидов — типа структурных единиц, обычно встречающихся в биологически активных натуральных продуктах. Каждое из этих соединений имеет разные последствия.
«Наличие аммиачных солей предполагает, что на Ганимеде могли накопиться материалы, достаточно холодные, чтобы конденсировать аммиак во время его формирования», — сказал Тоси в пресс-релизе НАСА. «Карбонатные соли могут быть остатками льдов, богатых углекислым газом».
Не менее важно и то, где были обнаружены эти соли. Согласно предыдущему моделированию магнитного поля Ганимеда, экваториальная область Луны (до ~ 40° широты) защищена от энергичных электронов и бомбардировки тяжелыми ионами мощного магнитного поля Юпитера. Хорошо известно, что эти потоки частиц отрицательно влияют на соли и органические вещества. Во время пролета в июне 2021 года инструмент JIRAM охватил узкий диапазон широт (от 10 ° до 30 ° с.ш.) и более широкий диапазон долгот (от -35 ° до 40 ° в.д.) на стороне Луны, обращенной к Юпитеру.
«Мы обнаружили наибольшее количество солей и органических веществ в темных и ярких местах на широтах, защищенных магнитным полем», — добавил Скотт Болтон, главный исследователь «Юноны» из SwRI. «Это говорит о том, что мы видим остатки глубокой океанской морской воды, которая достигла поверхности этого замерзшего мира».
Основная цель предстоящей миссии НАСА Europa Clipper и миссии ЕКА Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) — исследовать поверхность Европы и Ганимеда на предмет признаков жизни в их недрах. Это будет очевидно по химическим маркерам, которые были вынесены на поверхность в результате всплытия на поверхность и активности шлейфов, которые являются обычными для этих галилеевых спутников. Есть надежда, что эти и другие исследования наконец дадут ответ на нерешенный вопрос о том, может ли жизнь существовать под их ледяными корками – вопрос, который ученые задаются с конца 1970-х годов.
Если эти миссии окажутся успешными, НАСА надеется отправить на поверхность еще одну миссию — посадочный модуль «Европа» — для изучения активности шлейфа и более тщательного поиска биосигнатур. Это исследование также дает представление о том, что могут обнаружить в ближайшем будущем другие миссии, которые будут отправлены для исследования некоторых из крупнейших спутников Сатурна. К ним относятся Титан, Энцелад, Диона и Мимас, которые, как полагают, являются «океаническими мирами», которые также могут содержать жизнь. Если какая-либо из этих миссий или все эти миссии обнаружат доказательства наличия биосигнатур на этих лунах, это подтвердит, что жизнь существует далеко за пределами Земли, и навсегда изменит наше представление о нашем месте на ней.
Дополнительная литература: НАСА, Природа Астрономия
