Исследователи предположили, что под действием приливных сил,поднимающих и опускающих льды Европы, вырабатывается достаточно тепла для поддержания внутреннего океана под твердой оболочкой спутника Юпитера. Изучение рассеяния энергии под действием приливных сил поможет точнее оценить толщину внешней оболочки Европы.
Исследование, проведенное учеными из Колумбийского и Брауновского университетов в США, опубликовано онлайн в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Когда в 1970-х и 1990-х NASA отправило космические аппараты к Юпитеру, чтобы изучить его спутники, ученые ожидали увидеть холодные и безжизненные объекты. Однако оказалось, что спутники геологически активны. На поверхности Европы исследователям даже удалось заметить своеобразное «фраппе» — кашу из расплавленного и раскрошенного льда.
По словам исследователей, единственным источником достаточной для поддержания этих процессов энергии может быть приливная диссипация — рассеяние энергии в виде тепла. Происходящие при этом процессы один из авторов работы Кристин Маккарти (Christine McCarthy) сравнивает с многократным сгибанием металлической проволоки: на месте сгиба металл греется из-за внутреннего трения дефектов структуры.
Чтобы лучше понять процессы, происходящие, по мнению исследователей, во льдах Европы, ученые провели серию экспериментов с образцами льда. Они подвергали образцы периодическим нагрузкам — подобным тем, что испытывают льды Европы, — и наблюдали, как лед деформируется и возвращается в (почти) исходное состояние. По времени задержки между приложением напряжения и деформацией ученые делали выводы об объеме выделившейся энергии.
Эксперименты показали, что основная диссипация энергии происходит не на границе зерен льда (частичек «фраппе»), как предполагалось после предварительного моделирования, но связано с дефектами в кристаллах льда. Изменение размера зерен льда не дало заметных различий в объеме рассеянной энергии, а введение дополнительных дефектов привело к его увеличению.
Для подробного изучения Юпитера и его спутников в 2022 году Европейское космическое агентство отправит аппарат JUICE. О том, что надеются найти ученые, читайте в материале «Чердака».