Обнаружен кислород на спутнике Юпитера — Европе

Астрономы, используя Космический Телескоп, нашли, что Европа - один из галилеевских спутников Юпитера - окружена чрезвычайно разреженной атмосферой, состоящей из молекулярного кислорода. Однако, ее плотность оказалась в 100000 раз меньше, чем ожидалось ранее. Это открытие, наконец-то, поставило точку в конце более чем 23-летнего поиска Газа Жизни на трех внешних галилеевских спутниках Юпитера - Европе, Ганимеде и Каллисто.

А началось все еще в 1972 г., когда Ганимед - одна из самых больших лун в Солнечной системе - затмевал звездочку 8^m. Покрытие, наблюдавшееся на острове Ява и в Индии, позволило определить диаметр планеты в 5270 км. Кривая изменения блеска покрываемой звезды дала призрачные свидетельства наличия у Ганимеда атмосферы с давлением порядка одной миллионной от давления земной атмосферы. Несколько лет спустя ученые предположили, что она должна состоять из молекулярного кислорода.

Но вот в 1979 г. выходят в свет данные, полученные на ультрафиолетовом спектрометре"Вояджера-1", который наблюдал тогда другое покрытие звезды Ганимедом. На этот раз регистрация кривой блеска велась в диапазоне длин волн особенно чувствительных к молекулярному кислороду.

И что же? Никакой атмосферы у этого спутника Юпитера обнаружено не было! Может быть ее нужно было искать на Европе? Увы, нижний предел чувствительности спектрографа "Вояджера-1" был таков, что он вряд ли мог бы засечь кислородную "вуаль" у поверхности этой юпитерианской луны. Но это - самые последние данные, которые лишь подчеркивают всю драматичность ситуации.

В чем же дело? Как известно, поверхность Европы покрыта толстым слоем водяного льда. Как "бесплатное приложение" он присутствует также на Ганпмсде и Каллисто, но в значительно меньших количествах. Когда солнечный свет, космические лучи и микрометеориты ударяют в ледяную кору юпитерианской луны, молекулы воды выбрасываются в окружающее космическое пространство и там, под действием ультрафиолетового излучения Солнца, распадаются на атомы водорода п кислорода. Легкий водород быстро покидает планету, оставляя вблизи нее значительно более тяжелый кислород, который с течением времени объединяется в молекулы, т.к. это состояние энергетически более выгодно.


Между тем, атомарный кислород тоже уходит в глубокий космос, хотя и медленнее, чем водород. "Так в чем же все-таки дело?" - спросит нетерпеливый читатель.

Оказывается, возможны два различных состояния подобной атмосферы, различающиеся давлением молекулярного кислорода. Во сколько бы вы думали раз? Конечно, в те самые 100000. о которых, видимо не зря, говорилось в самом начале статьи.

В прошлом ученые рассматривали лишь случай, мягко говоря, более высокого давления, когда оно достигает величины 760х10^-6 мм.рт.ст. При таком давлении кислородная пелена частично экранирует молекулы воды от беспощадного ультрафиолетового солнечного излучения, уменьшая тем самым темпы их диссоциации на атомы водорода и кислорода, которые становятся равными скорости ухода последнего в глубины Вселенной.

На самом деле имеет место более простой расклад с давлением над поверхностью планеты в 760x10^-11 мм.рт.ст., при котором скорость распада молекул воды на атомы равна скорости их прихода в атмосферу из ледяных залежей на поверхности небесного тела.

Именно это теоретическое значение давления кислородной атмосферы на Европе блестяще подтверждают новейшие наблюдения Д. Холла н его коллег, выполненные в далеком ультрафиолете на Космическом Телескопе с использованием Спектрографа Высокого Разрешения.

Заметим, что на Ганимеде, первом пробном камне "кислородной лихорадки", в прошлом году тоже были зафиксированы заветные молекулы. Однако, они, скорее всего, являются лишь примесью, а не образуют атмосферу спутника.

Итак, на Европе точно есть кислородная атмосфера, хоть и слишком разреженная. Ученые пробивались к ней почти четверть века.