четверг, 30 января 2014 г.

Земля и Вселенная. Часть 25. "Фонтаны" жидкой воды на Европе, спутнике Юпитера


    Федор ДергачевNikkro

    Ученые обнаружили "фонтаны" жидкой воды у южного полюса Европы

    «Снимки с телескопа "Хаббл" помогли американским и немецким астрономам зафиксировать своеобразные фонтаны из капель жидкой воды в атмосфере над южным полюсом Европы, одного из спутников Юпитера, в подледном океане которого может существовать жизнь, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
    РИА Новости отмечает, что на Европе - одном из четырех крупнейших спутников Юпитера, открытых еще Галилеем, под многокилометровым слоем льда существует океан жидкой воды. Ученые считают океан Европы одним из вероятных прибежищ внеземной жизни. В последние годы астрономы выяснили, что этот океан обменивается газами и минералами со льдом на поверхности, а также подтвердили наличие в нем веществ, необходимых для существования микробов.
    Лоренц Рос из Юго-Западного университета в Сан-Антонио (США) и его коллеги впервые обнаружили свидетельства того, что вода может выходить на поверхность Европы в виде своеобразных "фонтанов", изучая ее изображения в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах, полученные при помощи инструментов телескопа "Хаббл".
    На снимках, сделанных в декабре 2012 года, авторы статьи заметили необычное светлое пятно в районе южного полюса, поднимающееся от поверхности планеты на высоту в 200 километров над нее поверхностью. Ученые проанализировали его спектр, пытаясь определить его химический состав, плотность и агрегатное состояние.
    Оказалось, что эта структура представляет собой гигантский фонтан из капель и паров воды, источником которой, по всей видимости, является подледный океан Европы. Рядом с ним астрономы нашли еще одну похожую структуру, которая продолжала извергать воду и пар на протяжении семи часов.
    Снимки этой же части южного полюса, полученные в другие года, не содержат в себе намеков на существование "фонтанов". Это говорит о том, что вода на поверхность Европы выходит крайне редко и делает это только при определенных обстоятельствах, одним из которых ученые считают приближение спутника к апоцентру, точке максимального удаления от Юпитера». (12.12.2013, 20:31). 

    Artist's Concept of Europa Water Vapor Plume


    «This is an artist's concept of a plume of water vapor thought to be ejected off the frigid, icy surface of the Jovian moon Europa, located about 500 million miles (800 million kilometers) from the sun. Spectroscopic measurements from NASA's Hubble Space Telescope led scientists to calculate that the plume rises to an altitude of 125 miles (201 kilometers) and then it probably rains frost back onto the moon's surface. Previous findings already pointed to a subsurface ocean under Europa's icy crust». (Image credit: NASA/ESA/K. Retherford/SWRI). 

    Hubble Space Telescope Sees Evidence of Water Vapor Venting off Jupiter Moon

    «NASA’s Hubble Space Telescope has observed water vapor above the frigid south polar region of Jupiter's moon Europa, providing the first strong evidence of water plumes erupting off the moon's surface.
    Previous scientific findings from other sources already point to the existence of an ocean located under Europa's icy crust. Researchers are not yet fully certain whether the detected water vapor is generated by erupting water plumes on the surface, but they are confident this is the most likely explanation.
    Should further observations support the finding, this would make Europa the second moon in the solar system known to have water vapor plumes. The findings are being published in the Dec. 12 online issue of Science Express, and reported at the meeting of the American Geophysical Union in San Francisco.
    “By far the simplest explanation for this water vapor is that it erupted from plumes on the surface of Europa,” said lead author Lorenz Roth of Southwest Research Institute in San Antonio. "If those plumes are connected with the subsurface water ocean we are confident exists under Europa's crust, then this means that future investigations can directly investigate the chemical makeup of Europa's potentially habitable environment without drilling through layers of ice. And that is tremendously exciting."
    In 2005, NASA’s Cassini orbiter detected jets of water vapor and dust spewing off the surface of Saturn’s moon Enceladus. Although ice and dust particles have subsequently been found in the Enceladus plumes, only water vapor gases have been measured at Europa so far.
Hubble spectroscopic observations provided the evidence for Europa plumes in December 2012. Time sampling of Europa's auroral emissions measured by Hubble's imaging spectrograph enabled the researchers to distinguish between features created by charged particles from Jupiter's magnetic bubble and plumes from Europa's surface, and also to rule out more exotic explanations such as serendipitously observing a rare meteorite impact. 
    The imaging spectrograph detected faint ultraviolet light from an aurora, powered by Jupiter’s intense magnetic field, near the moon’s south pole. Excited atomic oxygen and hydrogen produce a variable auroral glow and leave a telltale sign that are the products of water molecules being broken apart by electrons along magnetic field lines.
    “We pushed Hubble to its limits to see this very faint emission. These could be stealth plumes, because they might be tenuous and difficult to observe in the visible light,” said Joachim Saur of the University of Cologne, Germany. Saur, who is principal investigator of the Hubble observation campaign, co-wrote the paper with Roth.
    Roth suggested that long cracks on Europa’s surface, known as lineae, might be venting water vapor into space. Cassini has seen similar fissures that host the Enceladus jets.
Also the Hubble team found that the intensity of the Europa plumes, like those at Enceladus, varies with Europa’s orbital position. Active jets have only been seen when the moon is farthest from Jupiter. The researchers could not detect any sign of venting when Europa is closer to Jupiter.
    One explanation for the variability is that these lineae experience more stress as gravitational tidal forces push and pull on the moon and open vents at larger distances from Jupiter.  The vents are narrowed or closed when the moon is closest to the gas-giant planet. 
    "The apparent plume variability supports a key prediction that Europa should tidally flex by a significant amount if it has a subsurface ocean," said Kurt Retherford, also of Southwest Research Institute.
    The Europa and Enceladus plumes have remarkably similar abundances of water vapor. Because Europa has a roughly 12 times stronger gravitational pull than Enceladus, the minus-40-degree-Fahrenheit (minus-40-degree-Celsius) vapor for the most part doesn’t escape into space as it does at Enceladus, but rather falls back onto the surface after reaching an altitude of 125 miles (201 kilometers), according to the Hubble measurements. This could leave bright surface features near the moon’s south polar region, the researchers hypothesize.
    “If confirmed, this new observation once again shows the power of the Hubble Space Telescope to explore and opens a new chapter in our search for potentially habitable environments in our solar system,” said John Grunsfeld, an astronaut who participated Hubble servicing missions and now serves as NASA's associate administrator for science in Washington. “The effort and risk we took to upgrade and repair Hubble becomes all the more worthwhile when we learn about exciting discoveries like this one from Europa.”

    The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and the European Space Agency. NASA's Goddard Space Flight Center manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington, D.C.» (Dec. 12, 2013). 

    Water Vapor Over Europa


    «This graphic shows the location of water vapor detected over Europa's south pole in observations taken by NASA's Hubble Space Telescope in December 2012. This is the first strong evidence of water plumes erupting off Europa's surface. 
    Hubble didn't photograph plumes, but spectroscopically detected auroral emissions from oxygen and hydrogen. The aurora is powered by Jupiter's magnetic field. This is only the second moon in the solar system found ejecting water vapor from the frigid surface. The image of Europa is derived from a global surface map generated from combined observations taken by NASA's Voyager and Galileo space probes. Image credit: NASA/ESA/L. Roth/SWRI/University of Cologne». 

    Космический телескоп Хаббла обнаруживает доказательства существования струй водяного пара у луны Юпитера 

    «12 ДЕКАБРЯ 2013: Хотя она в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, и поэтому там так холодно, что лед становится твердым как скала, спутник Юпитера Европа может быть первым местом, где можно искать внеземную жизнь. С тех пор как луна, которая внешне напоминает потрескавшуюся яичную скорлупу, была сфотографирована крупным планом космическим зондом «Voyager», ученые были заинтригованы её потенциалом как ниши для жизни.

    На протяжении последних 30 лет была выдвинута гипотеза о том, что ледяная кора Европы покрывает подповерхностный океан. Там, где есть вода, там может быть жизнь. Теперь Космический телескоп Хаббла НАСА  обнаружил что-то, что зонды, исследовавшие Юпитер, возможно, пропустили –  перья водяного пара в пространстве рядом с южным полюсом луны. Астрономы пока не знают, подключены эти газовые струи к жидкой воде в недрах или нет. Эти извержения не кажутся уникальными. В 2005 году орбитальный зонд НАСА Кассини обнаружил подобные перья водяного пара, извергающиеся с крошечной луны Энцелад,  в млрд миль от Европы».

    Полный перевод пресс-релиза НАСА:

    «Космический телескоп им. Хаббла НАСА наблюдал водяной пар над холодной южной полярной областью спутника Юпитера Европы, обеспечивая первое убедительное доказательство водных шлейфов, извергающихся с поверхности луны.
    Предыдущие научные данные из других источников уже указывают на существование океана, расположенного под ледяной корой Европы. Исследователи пока не уверены, извергаются ли обнаруженные плюмы воды и пара с поверхности, но они уверены, что это наиболее вероятное объяснение.
    Если дальнейшие наблюдения подтвердят вывод, что это так, то Европа – вторая луна в Солнечной системе, о которой известно, что она имеет перья водяного пара. Полученные результаты были опубликованы в четверг, 12 декабря, в он-лайн дискуссии "Science Express", и сообщены на заседании Американского геофизического союза в Сан-Франциско.
    "Безусловно самое простое объяснение для этого водяного пара является то, что он вырвался из перьев на поверхность Европы," сказал ведущий автор Лоренц Рот из Юго-западного исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас. "Если эти шлейфы связаны с океаном подземных вод, который,  мы уверены, существует под корой Европы, то это означает, что будущие исследования могут непосредственно исследовать химический состав потенциально обитаемой среды Европы без бурения через слои льда. И это чрезвычайно интересно."
    В 2005 году орбитальный зонд НАСА "Кассини" обнаружил струи водяного пара и пыли, извергающиеся с поверхности луны Сатурна Энцелада. Хотя впоследствии в плюмах  Энцелада были найдены лед и пыль, на Европе до сих пор был измерен только водяной пар. 


    Спектроскопические наблюдения "Хаббла" предоставили доказательства плюмов на Европе в декабре 2012 года. Большое время выборки авроральных выбросов на изображениях спектрографа "Хаббла" позволило исследователям различить особенности созданных магнитосферой Юпитера частиц и местных потоков газа, и также исключило более экзотические объяснения, такие как наблюдения по счастливой случайности редкого воздействия метеорита. Спектрограф обнаружил на изображениях слабый ультрафиолетовый свет от свечения, возникающего от интенсивного магнитного поля Юпитера около южного полюса луны. Атомарный кислород и водород производят переменное свечение полярных сияний и оставляют верный признак того, что они продукты разрушения молекул воды на части от воздействия электронов вдоль силовых линий магнитного поля.
    "Мы использовали "Хаббл", чтобы увидеть этот очень слабый выброс. Это могут быть малозаметные перья, потому что они могут быть слабыми и их трудно наблюдать в видимом свете", сказал Йоахим Саур из Кельнского университета в Германии. Саур, главный исследователь кампании наблюдений "Хаббла", вместе с соавтором статьи Л. Рот предложили, что длинные трещины на поверхности Европы, известные как lineae, могут быть источниками выбросов водяных паров в космос. Кассини увидел подобные трещины, извергающие струи пара и пыли на Энцеладе.
    Команда Хаббл обнаружила, что интенсивность шлейфов на Европе, как и плюмов Энцелада, меняется в зависимости от орбитальной позиции спутника. Активные струи были замечены только тогда, когда Европа находится дальше от Юпитера. Но исследователи не смогли обнаружить каких-либо признаков извержений, когда Европа находится ближе к Юпитеру.
    Одно из объяснений изменчивости –  эти lineae испытывают больший стресс от гравитационных приливных сил на луне и открывают вентиляционные отверстия на больших расстояниях от Юпитера. Вентиляционные отверстия сужаются или закрыты, когда луна находится ближе всего к газовой планете-гиганту.
    "Очевидно изменчивость шлейфов поддерживает ключевое предсказание, что Европа должна приливно выбрасывать значительное количество пара, если она имеет подземный океан", сказал Курт Резерфорд (Retherford), также из Юго-западного исследовательского института.
    Шлейфы Европы и Энцелада удивительно подобны обилием водяного пара. Поскольку Европа имеет гравитационное притяжение примерно в 12 раз больше, чем у Энцелада, пар, температура которого измеряется как минус 40 градусов по Цельсию, не улетучивается в космос, как он это делает на Энцеладе. Вместо этого, он падает обратно на поверхность после достижения высоты 125 миль, в соответствии с измерениями Хаббла. Это может оставить яркие черты на поверхности вблизи южной полярной области луны, выдвигают гипотезу исследователи.

    "Если эта информация подтвердится, это новое наблюдение еще раз показывает силу космического телескопа Хаббла, чтобы исследовать и открывать новую главу в наших поисках потенциально обитаемых сред в нашей солнечной системе", сказал Джон Грансфелд, астронавт, участвовавший в миссии обслуживания Хаббла и в настоящее время являющийся заместителем Администратора НАСА по науке в Вашингтоне, округ Колумбия -  "усилия и риск, которые мы предприняли для обновления и ремонта Хаббла, становятся все более ценными, когда мы узнаем о таких захватывающих открытиях, как это о Европе». (Перевод Nikkro).

    Ф.Д.: Итак, у спутника Сатурна Энцелада нашелся напарник по извержению водяных гейзеров. Им оказался спутник Юпитера Европа. В обоих случаях налицо наличие под поверхностью Южного полюса сверхмощного генератора энергии...

    Приложение. Два района поверхности Европы

15ESREGMAP02 
    «15ESREGMAP01 - This mosaic covers the terrain north from the 17ESREGMAP01 mosaic presented yesterday.  This mosaic runs from Mehen Linea in the top frame, across the intersection of Minos and Udaeus Lineae, and finally to the lenticulated terrain northwest of Dyfed Regio.  A portion of the middle of this mosaic was covered by the higher resolution mosaic, 19ESRHADAM01. This mosaic has a resolution of 228 meters per pixel.

19ESRHADAM01 
    15ESREGMAP02 - This mosaic covers the terrain north from the 17ESREGMAP02 mosaic presented yesterday.  This mosaic covers the famous, mitten-shaped chaos region, Murias Chaos as well as two good sized impact craters, Brigid (three quarters of the way down) and Maeve (in the top frame)». (March 10, 2010). 

    Подробнее о «Варежке» на Европе (The "Mitten" - provisionally named Murias Chaos by the International Astronomical Union) - см. файл «1-й Книги Федора», раздел «Образование на поверхности Европы».

    Примечание Ф.Д.: произошло изменение нумерации. Номер части «Правда о радиационной угрозе Земле из космоса» изменен с 25 на 5-В.
    «Земля и Вселенная». Часть 26. «"Клипер" - на Европу!». http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/03/27.html

4 комментария:

  1. Зубчатые «лезвия » спутника Юпитера Европы

    "Европа имеет более или менее идеальные условия для формирования этих ледяных лезвий. Однако поверхность Европы является относительно молодой, будучи образованной неизвестными процессами около 50 млн. лет назад..." (21 март 2013, 19:44). http://novynynauky.com/news/zubchatye_lezvija_sputnika_jupitera_evropy/2013-03-21-1145

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Впервые замечены признаки активной тектоники плит на другой планете

      "Европа давно фигурирует в числе самых интересных тел Солнечной системы и считается одним из наиболее вероятных мест, где может существовать жизнь, поскольку подо льдом, как полагают некоторые, скрывается самый настоящий океан. Если новые данные подтвердятся, у сторонников этой гипотезы будет ещё один повод подозревать там наличие жизни, ибо благодаря тектонике плит в океан попадают питательные вещества.

      Возраст поверхности Европы оценивается в 40–90 млн лет — одна из самых молодых в Солнечной системе. Сам спутник намного старше — ему более 4 млрд лет. Это значит, что кора как-то обновляется — либо путём выхода на поверхность глубинного материала, либо в результате переработки старой коры.

      Учёные полагают, что новый лёд формируется на Европе вдоль линейных образований, которые называются продольными полосами. Таких полос здесь тысячи километров, то есть новая кора, возможно, создаётся в больших количествах. Проблема в том, что никто не знает, куда девается старая. Иными словами, должен существовать какой-то процесс, позволяющий изыскивать пространство для новой коры. В противном случае придётся постулировать, что в последние 40–90 млн лет Европа увеличивается в размерах...

      На Земле новая кора создаётся вдоль границ литосферных плит на дне океанов — в районе срединно-океанических хребтов, где платформы расходятся в разные стороны, а из мантии поднимается расплавленный материал, заполняющий разрыв. Последний остывает и становится новой корой. По-видимому, так же формируется новый лёд вдоль продольных полос на Европе.

      При этом старая кора на Земле уходит в мантию в результате процесса, называемого субдукцией. Сталкиваясь с континентальной платформой, океаническая плита обычно вынуждена заходить под континент, где она постепенно плавится и перерабатывается.

      Аналог земных зон субдукции на Европе разглядели планетологи Саймон Каттенхорн из Айдахского университета и Луиза Проктер из Университета Джонса Хопкинса (оба — США). Учёные воспользовались данными космического аппарата «Галилео» и составили карту перекрёстных трещин и прочих линейных образований на участке поверхности Европы площадью 106 тыс. км². Изучив карту, они наметили области, где, возможно, ледяная кора уходит под поверхность. Ключом к этой догадке стала оценка геологического возраста различных фрагментов поверхности: оказалось, что кусочки одинакового возраста разнесены в пространстве, как будто кора движется и расширяется. Когда их соединили, выяснилось, что больших участков не хватает. Например, неподалёку от одной из гипотетических зон субдукции «пропало» 92 км коры, как будто она ушла под нависающий сегмент полосы шириной 23 км.

      Майкл Манга из Калифорнийского университета в Беркли (США) заинтригован, однако указывает на то, что если сравнительно лёгкая плита «заталкивается» в более плотную жидкость, то она должна выгнуться вверх, дабы компенсировать выталкивающую силу жидкости. «В случае сжатия или сдавливания она должна подниматься», — подчёркивает специалист.

      Такой подъём действительно наблюдается на Земле в зонах субдукции, но аналогичные полосы Европы плоские. Г-н Каттенхорн подозревает, что лёд уходит вниз под относительно небольшим углом.

      Увы, на сегодня доступны данные лишь о 10% поверхности Европы, которые достаточно подробны, чтобы на их основе можно составлять подобные карты. Но по небольшому участку трудно судить о положении дел, так сказать, в глобальном масштабе...

      Результаты исследования были представлены на заседании Американского геофизического союза http://fallmeeting.agu.org/2013/

      Подготовлено по материалам "Wired" (12.16.2013, 12:54 PM) http://www.wired.com/wiredscience/2013/12/plate-tectonics-on-europa/ " (23 января 2014 года, 14:41). http://compulenta.computerra.ru/universe/explore/10010612/

      [Ф.Д. https://plus.google.com/103263750784622441418/ ]

      Удалить
    2. На спутнике Юпитера Европе перестали бить гейзеры

      "Ученые из НАСА заявляют, что потеряли из виду гейзеры, которые были хорошо различимы на поверхности спутника Юпитера Европа еще в прошлом году...

      По словам астрономов, громадные гейзеры, которые выпускали водяной пар на высоту более 200 километров в космическое пространство и очень хорошо наблюдались при помощи телескопа «Хаббл» еще в прошлом году, в настоящее время исчезли..." (30 Декабря 2014 - 11:30). http://sdnnet.ru/n/15156/

      "...Как сообщают исследователи из Американского Космического Агентства NASA, год назад гейзеры били на южном полюсе Европы в высоту на 200 километров, распыляя в космическом пространстве водяной пар.

      "Трудно поверить в то, что такие огромные гейзеры на Европе, почти такие же большие, как на Энцеладе, могли так запросто пропасть и перестать бить в окружающее космическое пространство. Однако наши наблюдения показывают, что это так и есть" - сообщили ученые NASA.

      Хаббл будет продолжать наблюдения за гейзерами на Европе до апреля 2015 года в надеже, что они снова активизируются". (29 декабря 2014, 20:10:39). http://www.infuture.ru/article/12482

      Удалить
  2. "Круги по воде" в Интернете

    Ссылка Игоря Вострикова https://vk.com/ano.mous в теме "Новости из Солнечной системы: гейзеры на Европе и водяной пар над Церерой" https://vk.com/wall-23637723_42260 :

    "Блог "Артефакт": Земля и Вселенная. Часть 26. "Фонтаны" жидкой воды на Европе, спутнике Юпитера" (9 фев 2014 в 21:59). https://vk.com/wall-23637723?own=1&w=wall-23637723_42260

    [Ф.Д. https://plus.google.com/103263750784622441418/ ]

    ОтветитьУдалить