Андрей Погребецкий - В глубинах небесного океана. Научно-фантастическое рассуждение

Атмосфера

Полярное сияние в верхних слоях атмосферы Ио. Различными цветами светятся различные компоненты атмосферы. Зелёное свечение даёт натрий, красное – кислород, синее – вулканические газы, такие как диоксид серы. Изображение получено во время затмения на Ио

На изображениях Ио, сделанных высокочувствительными камерами во время затмения спутника, видны полярные сияния. Как и на Земле, эти сияния вызываются радиацией, поражающей атмосферу, но в случае Ио заряженные частицы прибывают по линиям магнитного поля Юпитера, а не от солнечного ветра. Обычно полярные сияния наблюдаются возле магнитных полюсов планет, но у Ио они самые яркие вблизи экватора. У Ио нет собственного магнитного поля, поэтому заряженные частицы, движущиеся вдоль магнитного поля Юпитера, беспрепятственно воздействуют на атмосферу спутника. Ярчайшие полярные сияния возникают вблизи экватора – там, где линии магнитного поля параллельны поверхности спутника и, следовательно, пересекают бо́льшую толщу газа. Полярные сияния в этих областях колеблются в зависимости от изменений ориентации наклонённого магнитного диполя Юпитера. Кроме экваториальных, наблюдаются и другие полярные сияния (тоже видимые на изображении выше): красное свечение атомов кислорода вдоль лимба Ио и зелёное свечение атомов натрия на её ночной стороне.» 9

Что же можно добавить, спутник действительно очень горячий, но тем не менее даже там в поверхностных карманах на таком жарком теле есть водяной лед.

Но, что если под поверхностью пусть и в небольшом количестве есть жидкая вода?

«Линии юпитерианского магнитного поля, проходящие сквозь ионосферу Ио, генерируют электрические токи, которые создают магнитное поле в недрах Ио. Считается, что индуцированное магнитное поле Ио генерируется в частично расплавленной силикатной магме в 50 километрах под поверхностью спутника. Схожие индуцированные магнитные поля „Галилео“ обнаружил и на остальных галилеевых спутниках, где они генерируются предположительно подповерхностными водными океанами.»

По сути такое горячее тело, не должно иметь жидкости, однако не будем спешить и примем во внимание еще один факт:

«Картирование состава и высокая плотность Ио указывают на то, что на Ио практически нет воды, хотя там были ориентировочно идентифицированы небольшие карманы водяного льда или гидратированных минералов (прежде всего на северо-западной стороне горы Gish Bar Mons).»

На Ио есть гидратированные минералы, то есть лед в породе, а значит он идет из под поверхности. На юпитерианской стороне с ее высокими температурами вряд ли возможно, а вот вода на противоюпитерианской стороне постоянно отвернутой от перегрева и геоактивности, создает более благоприятные условия для существования под поверхностью жидкой воды. Естественно будет упомянуто коррозийное свойство расширяющегося льда, который наверняка проложил себе грунтовый путь. Теплообмен от горячей стороны компенсирует поддержание тепла сверху, а приграничные районы дня и ночи станут причиной подтаивания внутрипородного льда. Сами же границы из-за постоянной активности с одной стороны и отсутствия ее с другой, а также постоянного температурного перепада явно создали там полости, пещеры. Продолжая далее рассуждение станет ясно, что «добравшийся» до теплой стороны и пещер лед, подтаивая, начнет вначале конденсировать от нагрева, а после пойдет теплым потоком по коррозированным щелям обратно, а после остывая снова к горячей стороне, и так до тех пор пока не возникнут полости-русла где сможет также попутно идти водяной пар. Он же в свою очередь более равномерно сможет поддерживать полостное, пещерное пространство под поверхностью на противоюпитерианской стороне. Да, кстати кислород (дающий красный свет при полярных сияниях) может быть «родом» из недр спутника Ио как показатель жидкой и газообразной воды (распад пара на H2 и O2 при определенной температуре и и электрическом поле – разряды между Ио и Юпитером) находящихся в глубинах.

«Евро́па (др.-греч. Ἐυρώπη), или Юпитер II – шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников.

По размерам уступая Луне, Европа состоит в основном из силикатных пород, а в центре содержит железное ядро. Поверхность состоит изо льдаи является одной из самых гладких в Солнечной системе; на ней очень мало кратеров, но много трещин. Легко заметная молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе, что под ней находится водяной океан, в котором не исключено наличие микроскопической жизни. Вероятно, он не замерзает благодаря приливным силам, периодические изменения которых вызывают деформацию спутника и, как следствие, нагрев его недр.Это же служит причиной эндогенной геологической активности Европы, напоминающей тектонику плит. У спутника есть крайне разрежённая атмосфера, состоящая в основном из кислорода.

Однако некоторые данные указывают на то, что приливный захват спутника неполон и его вращение немного асинхронно: Европа вращается быстрее, чем обращается вокруг планеты, или, по крайней мере, так было в прошлом. Это говорит об асимметричном распределении массы в её недрах и о том, что ледяная кора отделена от каменной мантии слоем жидкости.

Хотя эксцентриситет орбиты Европы невелик, он даёт начало её геологической активности. Когда Европа приближается к Юпитеру, их приливное взаимодействие усиливается, и спутник слегка вытягивается вдоль направления на планету. Спустя половину периода обращения Европа отдаляется от Юпитера и приливные силы слабеют, позволяя ей вновь стать более круглой. Кроме того, из-за эксцентричности орбиты Европы её приливные горбы периодически смещаются по долготе, а из-за наклона оси её вращения – по широте. Величина приливных деформаций, согласно расчётам, лежит в пределах от 1 м (если спутник полностью твёрдый) до 30 м (если под корой есть океан). Эти регулярные деформации способствуют перемешиванию и нагреву недр Европы. Тепло стимулирует подземные геологические процессы и, вероятно, позволяет подповерхностному океану оставаться жидким. Первоисточник энергии для этого процесса – вращение Юпитера вокруг своей оси. Его энергия превращается в энергию орбитального движения Ио посредством приливов, вызываемых этим спутником на Юпитере, а далее передаётся Европе и Ганимеду при помощи орбитальных резонансов – их периоды обращения относятся как 1:2:4. Если бы не взаимодействие Европы с другими спутниками, её орбита со временем стала бы круглой из-за диссипации приливной энергии, и нагрев недр прекратился бы.