Загадочные спутники Юпитера

На многих небесных телах – планетах и спутниках – происходят извержения вулканов. И в общем‑то ничего удивительного в этом нет. Казалось бы, то же самое можно было бы сказать и об Ио – спутнике Юпитера, на котором также отмечена вулканическая деятельность. Однако как выяснилось, механизм извержений на этом спутнике особенный и к тому же весьма удивительный.

На Земле, как известно, извержения вулканов происходят в результате разогрева коры под воздействием тепла, которое излучается при радиоактивном распаде элементов. Но размеры Ио небольшие, поэтому ученые уверены, что такой механизм вулканической деятельности на спутнике функционировать не может. А извержения тем не менее происходят.

Оказывается, энергию для внутреннего разогрева Ио получает из нескольких источников: приливных воздействий второго юпитерианского спутника – Европы, самого Юпитера и в незначительном количестве от третьего спутника – Ганимеда.

Как только Ио приближается к определенной точке относительно Европы и Ганимеда, их влияние начинает искажать орбиту Ио. При этом за один оборот спутник два раза меняет траекторию движения, перемещаясь на 10 километров «вверх» и на такое же расстояние – «вниз». В результате этих «прыжков» круглая форма орбиты меняется.

А поскольку Ио имеет значительный приливный горб, то во время движения по орбите ее сильно качает. В результате всех этих воздействий литосфера Ио периодически меняет свою форму и положение и при этом, подобно многократно изгибаемой проволоке, разогревается.

Такие приливные воздействия приводят к тому, что в центре Ио выделяется колоссальная энергия – 60–80 миллионов МВт. При этом большая ее часть поступает в приповерхностные слои спутника, разогревая литосферу.

Галилеевы спутники Юпитера. Слева направо, в порядке удаления от Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто

Выдвинутая гипотеза на удивление оказалась очень верной. Дело в том, что на основании анализа взаимных возмущений юпитерианских спутников были предсказаны извержения на Ио. Этот прогноз был опубликован в печати незадолго до сближения со спутником автоматической станции «Вояджер». Оказалось, что мощность, рассеиваемая в приливных возмущениях Ио, достигает 2 Вт на метр квадратный, что в 30 раз больше тепла, которое излучает поверхность Земли.

Измерения температуры спутника, проведенные «Вояджером», показали, что около 2 % его поверхности занимают активные горячие пятна. Их более 10. Размеры пятен колеблются от 75 до 250 километров, а температура в них достигает 310, 400 и даже 600 градусов Цельсия. «Вояджер‑1» обнаружил 8 гигантских извержений, которые происходили как раз в горячих пятнах.

Когда уже «Вояджер‑2» через 4 месяца оказался рядом с Ио, то было отмечено, что 7 вулканов все еще действуют. «Потух» лишь один из наиболее крупных вулканов, получивший название Пеле.

В 1979 году в точке, которая оказалась вулканической кальдерой Пеле, была зарегистрирована наивысшая температура – 600 градусов Цельсия…

Информацию о спутнике Юпитера – Европе, как и о любом другом далеком космическом объекте, астрономы получают из снимков, которые отправляют на Землю искусственные космические аппараты.

Судя по тому рельефу, который ученые увидели на фотографиях с космических аппаратов, оболочка одного из спутников Юпитера – Европы представляла собой сплошной ледяной панцирь, броней окутывающий его тело.

Но для ученых был интересен даже не сам ледяной «костюм» Европы, а обнаруженная на ее поверхности густая сеть искривленных пересекающихся линий. Причем вся она напоминала структуры, которые ранее были обнаружены на снимках Северного Ледовитого океана, сделанных с искусственных спутников Земли.

Сначала странную аналогию астрономы посчитали ошибкой в измерениях, потом ее связали с недостатками в фотоаппаратуре. Но когда был проанализирован спектральный состав полученных изображений, всякие сомнения отпали: на поверхности Европы находится лед.

Причем согласно первым расчетам, толщина ледяного «одеяла» Европы должна была составлять около 100 километров. Правда, впоследствии более точные измерения дали совсем другие, более скромные результаты.

Как и любой лед, структура верхнего покрывала Европы стабильностью не обладает и под воздействием различных внутренних и внешних факторов периодически разрушается. Из появившихся на поверхности спутника «ран» выливается вода, которая тут же взаимодействует с веществами, соприкасающимися с поверхностными слоями Европы.

Что же касается сетки линий, то скорее всего это разломы, которые являются следствием серьезных тектонических процессов в массивной ледяной коре. Эти «раны» Европы впечатляют своими размерами: нередко их ширина достигает сотен километров, а протяженность – 3000 и более километров.

При этом сами эти разломы очень быстро заполняются выбрасываемым изнутри спутника раствором, имеющим оранжевый цвет. При этом изливающийся раствор очень быстро закипает и в то же время почти моментально замерзает, выпадая на поверхность спутника в виде снега и инея. Радиус же этих выбросов достигает нескольких сотен километров.

Впрочем, даже не ледяной кожух Европы является точкой основной интриги, связанной с этим спутником. Более важен для астрономов тот слой, который находится под вечными льдами Европы. Дело в том, что существует версия, согласно которой под ледяной корой Европы находится огромное море жидкой воды, объем которой, по некоторым сведениям, может быть намного больше той, что вмещают в себя все океаны Земли. И это предположение, между прочим, подтвердили данные, полученные со спутника «Галилей».

Более того, на некоторых кадрах даже можно заметить значительные куски льда, вмерзшие в другие, более молодые ледяные фрагменты. Многие же участки коры спутника словно состоят из блоков, которые, как предполагают исследователи, могут даже перемещаться.