Спутник Юпитера Европа был открыт 8 января 1610 года итальянским астрономом Галилео Галилеем (15 февраля 1564 года — 8 января 1642 года), в распоряжении которого был самодельный телескоп. В ту же ночь он обнаружил еще три крупных спутника газового гиганта — Ио, Ганимед и Каллисто, которые позже назовут Галилеевыми лунами в его честь.
Это открытие стало революционным, так как впервые человечество получило неопровержимое доказательство, что Земля не является центром Вселенной. Наблюдения показали, что четыре луны вращаются вокруг Юпитера, а не вокруг нашей планеты — это опровергало геоцентрическую модель Птолемея и подтверждало гелиоцентрическую систему Коперника.
Содержимое
Интересный факт: немецкий астроном Симон Мариус (20 января 1573 года — 5 января 1625 года) утверждал, что наблюдал спутники Юпитера в ноябре 1609 года, но опубликовал результаты с опозданием, поэтому первенство осталось за Галилеем.
Обнаруженные небесные тела Галилей назвал «планетами Медичи» в честь Козимо II Медичи, своего покровителя и великого герцога Тосканского. Это была типичная для того времени практика — ученая деятельность зависела от финансирования со стороны влиятельных семей и правителей. Мариус же предложил имена из греческой мифологии, которые мы и используем сегодня.
Ледяной шар размером с Луну
Европа — четвертый по размеру спутник Юпитера среди 97 известных лун (по состоянию на январь 2026 года) планеты-гиганта. Ее средний диаметр составляет 3 122 километра, что на 353 километра меньше диаметра земной Луны (3 475 километров). Европа — шестой по удаленности от планеты спутник, вращающийся всего в 600 000 километрах от облачного покрова Юпитера.
На полный оборот вокруг Юпитера у Европы уходит 3,55 земных суток — ровно столько же длится ее «день», поскольку луна находится в приливном захвате и всегда повернута к планете одной стороной. Средняя температура на поверхности, покрытой толстой ледяной корой, составляет -160 градусов Цельсия. Примечательно, что Европа практически лишена ударных кратеров — это указывает на то, что поверхность геологически молода и постоянно обновляется.
Океан под километрами льда
Одна из главных особенностей Европы — наличие глобального подповерхностного океана жидкой соленой воды, объем которого в два раза превышает суммарный объем всех океанов Земли.
Глубина океана оценивается в 100–150 километров, что делает Европу одной из главных астробиологических целей в Солнечной системе. Однако добраться до него — пока непосильная для человечества задача. Все дело в том, что толщина ледяной оболочки, отделяющей океан от космического пространства, может составлять 20-30 километров.
Какие силы удерживают воду в жидком состоянии, несмотря на то, что среднее расстояние от Европы до Солнца составляет 778 миллионов километров? Ответ — приливное трение. Европа находится в орбитальном резонансе с соседними лунами Ио и Ганимедом, который поддерживает эллиптическую форму ее орбиты. Когда Европа сближается и удаляется от Юпитера, мощные приливные силы планеты-гиганта попеременно растягивают и сжимают спутник. Кора Европы поднимается и опускается до 60 метров за один оборот, и это постоянное деформирование генерирует колоссальное внутреннее тепло — подобно тому, как согревается проволока при многократном изгибании. Именно это тепло не дает океану замерзнуть.
Криовулканы и гейзеры
Поверхность Европы испещрена бесчисленными трещинами, длинными узкими хребтами и «хаотическим рельефом» — участками, где ледяная кора разломана и перемешана. Ученые предполагают, что соленая вода из океана, находящаяся под давлением, периодически прорывается через эти трещины на поверхность, где мгновенно замерзает, формируя новые ледяные структуры. Это явление называется криовулканизмом, и оно играет ключевую роль в постоянном обновлении поверхности Европы, стирая следы ударных воздействий.
Космический телескоп NASA/ESA «Хаббл», наблюдая за Европой, неоднократно фиксировал выбросы водяного пара, поднимающиеся на высоту до 200 километров над поверхностью. Первые наблюдения были сделаны в 2012 году, повторные — в 2016-м. Гейзеры активируются преимущественно в южной полярной области, когда Европа находится в наиболее удаленной точке орбиты от Юпитера. Интересно, что эти выбросы очень похожи на те, что наблюдаются на южном полюсе Энцелада — 504-километровом спутнике Сатурна, также обладающем подповерхностным океаном.
Углерод, кислород и потенциал для жизни
В 2023 году космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб» обнаружил углекислый газ (CO2) на поверхности Европы, наибольшая концентрация которого была выявлена в регионе Тара (лат. Tara Regio) — зоне хаотического рельефа диаметром около 1 800 километров. Анализ показал, что углерод не был занесен метеоритами извне, а происходит из подповерхностного океана и был выброшен на поверхность относительно недавно в геологическом масштабе времени.
Это открытие указывает на то, что океан Европы сильно окислен и содержит молекулярный кислород (O2) и перекись водорода (H2O2), которые формируются на поверхности под воздействием радиации Юпитера и затем мигрируют вглубь через лед. Однако «Джеймс Уэбб» не смог определить, является ли углекислый газ продуктом биологической активности — для этого потребуются более точные измерения.
Европа считается одним из самых перспективных мест для поиска жизни в Солнечной системе. Ее океан обладает тремя ключевыми ингредиентами жизни: жидкая вода, органические молекулы и источник энергии. Последний может обеспечиваться химическими реакциями у гидротермальных источников на каменистом дне океана — так называемых «черных курильщиков», подобных тем, что существуют в земных океанах и поддерживают целые экосистемы, которые не имеют доступа к солнечному свету. Условия в океане Европы могут быть схожи с теми, что существовали в земных океанах более 3,5 миллиарда лет назад, когда на нашей планете начала зарождаться жизнь.
Стоит отметить, что некоторые исследования даже предполагают, что подповерхностный океан Европы существует дольше, чем Мировой океан Земли.
Миссии: прошлое и будущее
Первые детальные снимки Европы были получены космическими аппаратами NASA «Вояджер-1» и «Вояджер-2» во время пролета мимо системы Юпитера 5 марта 1979 года и 9 июля 1979 года соответственно. Большая часть нынешних знаний об этой юпитерианской луне получена благодаря миссии NASA «Галилео» (1995–2003 годы), в рамках которой было осуществлено 12 сближений с Европой. Именно «Галилео» предоставил убедительные доказательства существования подповерхностного океана: аппарат зафиксировал индуцированное магнитное поле, возникающее из-за проводящего слоя соленой воды под ледяной корой, которая взаимодействует с магнитным полем Юпитера. Космический аппарат NASA «Юнона», находящийся на орбите Юпитера с 2016 года, также совершил несколько пролетов мимо Европы в 2022–2024 годах, расширив наши представления о ее поверхности и внутреннем строении.
14 октября 2024 года состоялся запуск флагманской миссии NASA Europa Clipper, которая является первой миссией в истории, специально разработанной для детального изучения Европы. Зонд весом более шести тонн преодолеет около трех миллиардов километров, совершив гравитационные маневры у Марса (28 февраля 2025) и Земли (2 декабря 2026), прежде чем 11 апреля 2030 года достичь системы Юпитера.
В период с 2030 по 2034 год Europa Clipper совершит минимум 49 сближений с Европой. На борту аппарата — девять научных инструментов, включая радар REASON для зондирования ледяной коры, масс-спектрометр MASPEX для анализа состава выбросов, инфракрасные и ультрафиолетовые спектрометры, магнитометр и гравитационный эксперимент. После каждого пролета, занимающего менее одного земного дня, зонд будет удаляться на безопасное расстояние от мощнейшей радиационной зоны Юпитера — его магнитосфера создает одну из самых агрессивных радиационных сред в Солнечной системе, способную быстро вывести из строя чувствительную электронику. Такая стратегия позволит Europa Clipper накапливать научные данные в течение нескольких лет, минимизируя повреждения от радиации.
Миссия Европейского космического агентства (ESA) JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), запущенная 14 апреля 2023 года, прибудет к Юпитеру в июле 2031 года. JUICE сосредоточится на изучении самой планеты и ее трех ледяных лун — Ганимеда, Каллисто и Европы.
Синергия между Europa Clipper и JUICE позволит сравнить три ледяных луны Юпитера и понять, как формировались их океаны, почему одни спутники более активны, чем другие, и какие условия наиболее благоприятны для возникновения жизни.
Европа — один из немногих миров в Солнечной системе, где возможно существование жизни прямо сейчас, а не когда-то в очень далеком прошлом. Следующее десятилетие обещает стать золотым веком исследования ледяных лун внешней Солнечной системы.
Читайте также: Одного ледяного кристалла может быть достаточно, чтобы найти жизнь на Европе или Энцеладе.
