Бунтівна Калісто

Калісто тривалий час вважали найспокійнішим серед чотирьох великих супутників Юпітера. На відміну від вулканічної Іо чи крижаної Європи з її підповерхневим океаном, цей супутник має давню поверхню, густо вкриту ударними кратерами.

Однак нові спостереження космічного телескопу James Webb свідчать, що Калісто геть не є таким геологічно пасивним, як могло здаватися. Астрономи виявили незвичайний розподіл водяного льоду, вуглекислого газу й інших речовин, що вказує на складну взаємодію поверхні супутника з випромінюванням Юпітера.

Міжнародна команда дослідників під керівництвом Марії Камарки з Каліфорнійського технологічного інституту проаналізувала дані, отримані за допомогою ближнього інфрачервоного спектрографа NIRSpec, встановленого на James Webb. Спостереження охопили різні ділянки Калісто, зокрема, його задню півкулю, величезний ударний басейн Асгард і область Вальгалли.

Одним із ключових відкриттів стала детальна мапа розподілу водяного льоду. Спектрограф зафіксував характерну особливість поблизу 3,1 мкм, яка свідчить про наявність кристалічного льоду. На передній півкулі Калісто його концентрація виявилася тісно пов'язаною з рельєфом: яскраві ударні басейни та молодші кратери демонструють підвищений вміст льоду. Ймовірно, давні зіткнення з космічними тілами вивільняли з-під поверхні свіжий і світліший матеріал.

Водночас задня півкуля продемонструвала цілком іншу картину. Там водяний лід утворює своєрідну кільцеву структуру: його концентрація слабша біля екватора та збільшується ближче до вищих широт. Дослідники припускають, що на такий розподіл може впливати плазма з магнітосфери Юпітера. Потоки заряджених частинок постійно взаємодіють із поверхнею Калісто та можуть змінювати структуру льоду.

Не менш цікавою виявилася присутність вуглекислого газу. James Webb зафіксував спектральний сигнал близько 4,25 мкм, характерний для замерзлого CO2. Проблема полягає в тому, що в умовах поверхні Калісто цей газ не повинен тривалий час залишатися стабільним без певного механізму його утримання або постійного поповнення. На задній півкулі твердий CO2 зосереджений переважно в центральній області та розподілений майже протилежно до водяного льоду.

На передній півкулі найбільші концентрації CO2 пов'язали з районами кратерів Лефн і Геймдалль. Оскільки ці структури вважають відносно молодими, дослідники припускають, що вуглекислий газ міг утворитися або вивільнитися внаслідок самих ударних подій.

Телескоп також виявив надзвичайно розріджену атмосферу Калісто, основним компонентом якої є CO2. Її розподіл виявився неоднорідним: найбільша концентрація спостерігалася поблизу басейну Вальгалла, але вона не збігається ані з найбільшими запасами твердого вуглекислого газу, ані з найтеплішими ділянками поверхні. Крім того, дослідники зафіксували сигнал на довжині хвилі близько 4,57 мкм, який, імовірно, пов'язаний із сполуками вуглецю й азоту.

Отримані результати змушують учених переглянути уявлення про Калісто як про майже незмінний крижаний світ. Видається, що його поверхня постійно зазнає впливу заряджених частинок, ударів космічних тіл і складних хімічних процесів, які впливають на розподіл води й вуглекислого газу.