Что или кто вырабатывает кислород на Каллисто?
По последним подсчетам, на Юпитере насчитывается 92 луны, так что привлечь к себе внимание может быть непросто. Тем более, когда конкурируешь с такими лунами, как Европа, демонстрирующая намеки на подземные океаны и, возможно, выпускающая мощные шлейфы воды.
Каллисто, несмотря на то, что является второй по величине из внушительного списка лун Юпитера и третьей по величине луной Солнечной системы, не привлекала к себе много внимания. Эта ледяная луна имеет самую древнюю поверхность в Солнечной системе и, возможно, глубоко под толстой корой у нее есть океан, однако она не вызвала такого научного интереса и не привела к запуску миссий НАСА, как другие крупные луны.
Однако она все еще может преподнести нам несколько сюрпризов. Самый последний из них заключается в том, что на ней содержится гораздо больше кислорода, чем мы ожидали. Мы предполагали найти на ней немного кислорода после того, как зонд НАСА “Пионер-10” обнаружил интенсивную плазму в магнитосфере Юпитера. Были проведены эксперименты по определению влияния этой плазмы на ледяные луны Европу, Ганимед и Каллисто.
“В этих экспериментах измерялся выброс молекул воды из низкотемпературных льдов под действием падающих заряженных частиц – процесс, называемый распылением”, – пишет группа исследователей в новом исследовании. “Результаты показали, что при распылении льда H2O доминируют электронные возбуждения и ионизации, возникающие во льду (электронное распыление), а не столкновения ионов с молекулами воды (ядерное распыление), что до сих пор являлось типично изучаемым процессом распыления”.
“Последующие эксперименты привели к открытию того, что связи в молекулах льда H2O могут расщепляться под действием электронной энергии падающих заряженных частиц, а раздробленные молекулы могут рекомбинировать с образованием новых видов, таких как H2 и O2.”
В соответствии с этими моделями мы ожидали обнаружить кислород, но не знали, в каком количестве. Попытавшись количественно оценить, сколько атмосферного кислорода образуется на Каллисто, команда обнаружила, что его количество значительно не соответствует тому, что получилось в результате наших наблюдений.
“Это огромное расхождение”, – сказал ведущий автор исследования Шейн Карберри Моган. “Мы ошиблись примерно на два порядка величины, а то и на три”.
Даже если бы Каллисто была покрыта водяным льдом на 100%, а не на 10%, как предполагала команда, это все равно не объяснило бы такого количества вырабатываемого кислорода. Команда предложила ряд других механизмов, с помощью которых этот дополнительный кислород попадает в атмосферу, включая серию химических реакций в водяном паре и имплантацию ионов кислорода из магнитосферы Юпитера. Но ни то, ни другое не дало бы достаточного количества кислорода для объяснения результатов наблюдений.
Команда предлагает провести исследования, возможно, во время предстоящей миссии JUICE, которая пролетит мимо ледяных лун Юпитера, и попытаться получить “многоточечные, одновременные измерения окружения луны заряженными и нейтральными частицами”, чтобы постараться решить эту загадку.
Исследование опубликовано в журнале JGR Planets.
Читайте также: Юпитер единственная планета в нашей Солнечной системе, которая не вращается вокруг Солнца