Лёд Европы под ударами электронов экспресс
Поверхность Европы — ледяная броня, которую непрерывно обстреливают заряженные частицы из магнитосферы Юпитера. Электроны врезаются в кристаллическую решётку льда, теряют энергию и запускают химические реакции. Раньше не было инструмента, который бы показывал, насколько глубоко такая бомбардировка прошивает лёд. Теперь он появился.
Авторы взяли программу Geant4-DNA, которая умеет моделировать прохождение частиц через вещество, и научили её работать с двумя формами льда: аморфной (неупорядоченной, как стекло) и гексагональной (обычной, как в земных снежинках). Для каждой они рассчитали, как электроны рассеиваются и теряют энергию. Получилась транспортная модель, готовая к использованию в симуляциях Монте-Карло.
Модель применили к Европе. На ведомом полушарии (том, что смотрит назад по орбите) электроны приходят медленные. Они отдают энергию в верхнем слое толщиной меньше миллиметра. На ведущем полушарии электроны быстрые и проникают на десятки сантиметров. Разница огромна: как между каплей дождя на асфальте и пулей, ушедшей в землю.
Такая картина объясняет наблюдения: у экватора ведомого полушария продукты радиолиза (вещества, рождённые излучением) собираются в линзы. Медленные электроны не дают им уйти глубоко, и химия концентрируется у поверхности. Теперь можно моделировать не только электроны, но и ионы, и химические превращения во льду с примесями — например, с солями, которые делают лёд Европы красноватым.
На ведомом полушарии Европы энергия электронов остаётся в слое тоньше миллиметра — как будто ледяную корку гладят наждачной бумагой, а не пробивают.