Александр Громов - Удивительная Солнечная система

Но атмосфера у Ио есть! При непрекращающемся вулканизме она просто неизбежна. Есть у Ио и собственное магнитное поле – следствие жидких недр, – и оно создает «пузырь» внутри мощной магнитосферы Юпитера. Интенсивность магнитного поля Юпитера в «пузыре» падает на 30 %. Верхняя часть атмосферы Ио является ионосферой. На фотографиях Ио, сделанных в 1998 году АМС «Галилео» в тени Юпитера, отчетливо видны полярные сияния, вызванные возбуждением атомов ионосферы высокоэнергичными космическими частицами, разогнанными мощным магнитным полем Юпитера.

Ионосфера Ио разделяет попавшие в нее положительные и отрицательные заряженные частицы, отбрасывая их в противоположные стороны. Электрический потенциал между ними не назовешь слабым: 400 кВ!

В конце 1995 года «Галилео», еще не выведенный на около-юпитерианскую орбиту, пролетел всего в 900 км от Ио и под влиянием гравитации этого спутника несколько изменил траекторию. По степени этого изменения можно судить о распределении масс внутри притягивающего объекта. Вычисления показали, что внутри Ио находится ядро из чистого и сернистого железа, причем радиус ядра составляет почти 900 км, а масса – от 20 до 27 % массы всего спутника. (Массовая доля железного ядра Луны значительно меньше.) Ядро окружено частично расплавленной, но и частично твердой каменистой породой, образующей сразу и мантию, и кору. Весьма оригинально: крупный спутник не имеет отдельной коры, словно какой-нибудь мелкий астероид! Слишком уж активны недра Ио, чтобы на поверхности могла сформироваться постоянная кора, – судя по всему, не успев толком сформироваться, она сразу вовлекается в очень активное конвективное движение и прекращает свое существование, погрузившись в глубины Ио.

Не правда ли, очень хорошо, что наша Земля бредет по орбите лишь в компании Луны, а не является близким спутником гигантской планеты?

Европа несколько меньше Ио (3138 км) и расположена дальше от Юпитера. Соответственно, приливные воздействия на нее не столь сильны, недра выделяют меньше тепла, а до Солнца далеко, и в результате вся поверхность этого спутника покрыта льдом (рис. 47 на цветной вклейке). Толщина льда, по разным оценкам, составляет от 3 до более чем 20 км. Светлая окраска Европы давно наводила ученых на мысль о ледяной коре, но лишь снимки, сделанные космическими аппаратами, полностью убедили скептиков: да, это лед, причем водяной лед. Но переданные «Галилео» детальные снимки все же озадачили: ледяная поверхность Европы оказалась испещрена великим множеством глубоких и протяженных замерзших трещин (рис. 48 на цветной вклейке), а многие участки выглядят как торосистый лед. Как могли образоваться такие формации? Приливные воздействия со стороны Юпитера на твердую поверхность спутника не могут быть столь велики, чтобы наблюдаемые трещины и торошение удалось объяснить только ими. По всей видимости, подо льдом Европы находится достаточно толстый слой жидкой воды – настоящий океан. Лишь приливные силы и (в гораздо меньшей степени) внутреннее тепло Европы, вызванное радиоактивным распадом некоторых элементов, не дают ему промерзнуть до дна. На примере нашей Земли мы прекрасно знаем, что приливы в гидросфере гораздо выше приливов в литосфере, и то же самое происходит на Европе. Приливы то и дело ломают и крошат слой льда, но вода, проникшая в трещины, очень быстро замерзает. Пожалуй, только так и можно объяснить все странности поверхности Европы.

Жидкий океан Европы, наличие которого сейчас по сути никем уже не оспаривается, сразу же взбудоражил энтузиастов, надеющихся найти внеземную жизнь если не на Марсе, то хоть где-нибудь. Спектральный анализ солнечного света, отраженного Европой, показал, что во льду Европы содержится немало органических веществ и солей, что также подогрело надежды. Было, однако, сразу ясно, что в условиях подледного океана Европы может существовать только простейшая жизнь, какие-нибудь анаэробные одноклеточные-прокариоты вроде бактерий-хемо-синтетиков. Сильно неравновесные условия среды, необходимые для развития жизни, там вроде бы есть: тепло поступает из глубин планеты, подводные вулканы (а они существуют почти наверняка) поставляют в океан целый комплекс разнообразных веществ. Правда, инсоляции под толстенным слоем льда нет никакой, а значит, нет и фотосинтетиков, но, может быть, гипотетические экосистемы Европы как-нибудь могут без них обойтись? Конечно, все это не более чем поверхностные теоретические измышления. Мы не знаем, существует ли в океане Европы жизнь, и похоже на то, что мы не узнаем этого по меньшей мере в течение нескольких ближайших десятилетий, поскольку отправить на поверхность Европы спускаемый аппарат – уже само по себе непростая задача, а уж пробиться сквозь слой льда к океану – задача куда более трудная, и неясно даже, как ее решить. Но здесь возникает любопытный философский вопрос: всякая ли жизнь, однажды возникнув, непременно станет со временем высокоорганизованной?

Возможный ответ: да, когда-нибудь станет; вопрос лишь в том, сколько времени понадобится гипотетическим бактериям Европы, существующим в крайне скудных условиях, чтобы эволюционировать хотя бы в эукариотных простейших, не говоря уже о многоклеточных организмах. Похоже на то, что звезды типа Солнца столько не живут…

В пользу того, что слой льда на Европе во всяком случае толще 3 км, говорит изучение метеоритных кратеров. Мелкие кратеры Европы похожи на кратеры Ганимеда и Каллисто – это характерные круглые впадины с центральной горкой. Однако начиная с диаметра 8 км в кратерах Европы и других космических тел начинает проявляться разительное несходство. Крупные (30 км и более) кратеры Европы и на кратеры-то не похожи – это концентрические кольцевые структуры из торосов, отчасти напоминающие годовые кольца на древесном пне (рис. 49 на цветной вклейке). Никакой впадины и центральной горки при этом нет. Ясно, что столкнувшиеся с Европой космические тела, образовавшие кратеры такого вида, пробили слой льда, и ясно, что эти тела были достаточно крупными. Отсюда вычисляется необходимая толщина льда: порядка 20 км, а может быть, и несколько больше.

Лишь по количеству ударных образований можно попытаться хотя бы приблизительно оценить возраст ледяной поверхности Европы. Тут прежде всего неясна вероятность столкновения, отсюда и весьма полярные оценки, сделанные разными учеными: от нескольких миллионов до миллиарда лет.

Несколько лучше известны глубинные слои. Анализ движения «Галилео» в гравитационном поле Европы позволил сделать вывод о том, что металлическое ядро этого спутника так же велико, как у Ио, его радиус может достигать половины радиуса