Астрономы разгадали тайну появления жидкого океана у Энцелада



Источник информации

Австралийские астрономы из Мельбурнского университета выяснили, каким образом у спутника Сатурна Энцелада появился жидкий океан под ледяной поверхностью. Статья исследователей появится в журнале Icarus, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте университета.

читать дальшеВ рамках работы ученые построили компьютерную модель процессов, происходящих внутри Энцелада, используя самые современные данные наблюдений этого спутника Сатурна. В результате исследователям удалось установить, что изначально Энцелад представлял собой твердое тело: в центре располагалось каменное ядро, которое окружал слой из замерзшей смеси воды и аммиака. Наличие последнего в составе коры спутника было подтверждено только в мае 2009 года.

Спустя некоторое время, приливные силы, созданные гравитацией спутников Сатурна и самим гигантом, привели к колебаниям температуры каменного ядра. В результате вокруг него образовалась оболочка, в которой более или менее чистый водяной лед покрывал слой замерзшей смеси аммиака и воды. Расчеты показывают, что "плавучесть" льда была достаточна для того, чтобы он начал подниматься к поверхности.

Так как водный лед теплее замерзшей смеси, его поднятие привело к образованию под поверхностью океана, состоящего из воды и аммиака. Кроме того, спустя некоторое время подобное перераспределение массы привело к возникновению тектонического напряжения в толще Энцелада. Это напряжение и вызвало появление так называемых тигровых полос - трещин глубиной до 500 метров и шириной до 2 километров.

Энцелад является шестым по величине спутником Сатурна. В последние годы он стал объектом пристального изучения. Во многом этот факт объясняется результатами наблюдений этого небесного тела космическим аппаратом Cassini. Датчикам зонда удалось зарегистрировать на спутнике очень много интересного: высокую тектоническую активность и водяные гейзеры, которые снабжают материалом атмосферу спутника и одно из колец Сатурна.

Еще статьи об Энцеладе:

Скорее живСкорее жив



Источник

Скорее жив

Одна из лун Сатурна теоретически становится все более обитаемой

Темный небосвод почти наполовину закрыт огромным диском Сатурна и его кольцами. Под ногами ломается ледяная крошка. Вокруг тихо, и тишина кажется особенно странной при взгляде на столб ледяной крошки и газа, вырывающийся из-под поверхности и уходящий вверх на сотни километров. Такой фантастический пейзаж смог бы увидеть космонавт, высадившийся на южном полюсе второй луны Сатурна Энцелада - одного из самых интригующих спутников Солнечной системы.

Энцелад был обнаружен в 1789 году британским астрономом немецкого происхождения Уильямом Гершелем. В течение следующих двух столетий никаких знаний об Энцеладе, кроме самого факта его существования, у ученых не прибавилось. Интерес к шестому по величине спутнику Сатурна появился у астрономов после того, как мимо планеты-гиганта пролетели "Вояджеры".

Оказалось, что поверхность спутника является необычно ровной и белоснежной. Лучше всего подобные характеристики Энцелада объясняла бы покрывающая луну ледяная корка. Однако за 4,5 миллиарда лет, прошедших с момента образования спутника, белый цвет льда должен был померкнуть из-за упавших на Энцелад метеоритов. Парадокс навел ученых на мысль о геологической активности необычной луны. Астрономы предположили, что на Энцеладе могут существовать действующие вулканы. Причем выбрасывать эти вулканы должны не раскаленную магму - средняя температура на Энцнеладе составляет около -198 градусов по Цельсию, а ледяную крошку.

Дополнительным доводом в пользу наличия на Энцеладе криовулканов стало обнаружение у этой небольшой луны атмосферы. Диаметр второго спутника Сатурна составляет всего 500 километров, плотность его не очень велика, соответственно, мала и масса. Гравитационное притяжение Энцелада недостаточно для удержания атмосферы. Значит, на луне есть постоянный источник составляющих ее веществ (атмосфера Энцелада на 65 процентов состоит из водяного пара, на 20 процентов из молекулярного водорода, остальные 15 приходятся на углекислый газ, молекулярный азот и монооксид углерода).


Тигровые полосы на Южном полюсе Энцелада. Фото Paul Shenk (LPI), USRA; Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA

Данными о наличии на второй луне Сатурна атмосферы ученых снабдили уже не "Вояджеры", а зонд Cassini. Он же "увидел" на южном полюсе Энцелада необычные разломы, получившие название "тигровых полос". Четыре огромных трещины (их глубина составляет около 500 метров, а ширина - 2 километра) тянутся на 130 километров. В 2006 году Американская геологическая служба (USGS) даже придумала разломам имена: теперь "полосы" зовутся Александрия, Каир, Багдад и Дамаск.

Астрономы предположили, что именно через эти трещины из недр спутника вырываются лед и различные газы. Однако увидеть сами гейзеры ученые не могли вплоть до конца 2005 года, когда Cassini сфотографировал южный полюс Энцелада в контровом свете. Зонду удалось запечатлеть несколько фонтанов высотой до 500 километров. Ученые даже предположили, что именно гейзеры Энцелада питают материей одно из колец Сатурна - кольцо Е. Очевидно, процессы, питающие ледяные гейзеры, должны быть очень мощными.

Астрономы выдвинули две гипотезы. Первая предполагала, что причиной образования фонтанов являются соседи Энцелада по небосклону - Сатурн и/или Мимас. Из-за гравитационного взаимодействия с ними поверхность Энцелада периодически деформируется (такое явление получило название приливного взаимодействия). При этом внутренности луны разогреваются, а трещины на полюсе расширяются. Под воздействием тепла ледяная корка Энцелада подтаивает и собирается на стенках "тигровых полос". Когда влияние Сатурна раздвигает разломы, лед вырывается из них в космос.

Сторонники второй гипотезы настаивают на том, что под ледяной поверхностью Энцелада скрыт жидкий океан. Разогревать воду могут распадающиеся радиоактивные элементы или те же приливные взаимодействия. Анализ новых наблюдений зонда Cassini предоставил ученым дополнительные факты в пользу правомерности этой гипотезы. Изменение интенсивности работы гейзеров с 2005 по 2007 годы не соотносилось с предположением о том, что их источником являются только приливные взаимодействия.

Авторы еще одной недавней работы смогли обнаружить в гейзерах Энцелада аммиак. Вода с аммиаком замерзает при более низких температурах, чем чистая H2O, поэтому неизвестный источник тепла спутника может быть не таким интенсивным, как считалось ранее.

Известие о гипотетическом подледном океане вызвало большой ажиотаж в научной среде. Относительно теплая вода с растворенными в ней простейшими органическими веществами, скрытая от губительного воздействия космических лучей - чем не идеальные условия для развития жизни?

Оптимизм ученых относительно потенциальной обитаемости Энцелада может поколебать недавно вышедшая работа, авторы которой предложили другой механизм формирования гейзеров. Ученые, доложившие о своих результатах на встрече Американского геофизического общества, проходившей в Торонто, отталкивались от одного неприятного для "энцеладоведов" факта. Если бы второй спутник Сатурна проявлял наблюдаемую в настоящий момент активность в течение всего времени своего существования, то он должен был бы быть на 20 процентов легче, чем сейчас. Авторы новой гипотезы предположили, что выбросы льда и газов на Энцеладе не происходят постоянно, а являются периодическим явлением. "Включение" ледяных фонтанов стимулируется гравитационным взаимодействием с другой луной Сатурна - Дионой.

Из-за гравитационного влияния Дионы орбита Энцелада постепенно становится более вытянутой. Изменение орбиты способствует усилению приливного воздействия и нагреву спутника. При этом покрывающая его поверхность ледяная корка трескается, и куски льда сквозь трещины прорываются на поверхность. В частично жидком состоянии Энцелад легче теряет энергию, и гравитационное взаимодействие с Дионой ослабляется. Неспокойная вторая луна Сатурна вновь остывает, а возможно и полностью замерзает. Пережить такие периодические встряски организмам земного типа было бы очень тяжело.

Несмотря на то что Энцелад оказался одним из самых интересных объектов в Солнечной системе, в ближайшее время его активного изучения не предвидится. Миссия зонда Cassini должна завершиться в 2010 году (впрочем, весьма вероятно, что ее снова продлят), а другие аппараты в сторону Сатурна направятся еще очень нескоро. В начале 2009 года Американское и Европейское космические агентства сделали выбор в пользу миссии к Юпитеру и его спутникам. Так что Энцелад еще долго будет служить источником вдохновения для любителей порассуждать насчет жизни за пределами Земли.

Врезка: Энцелад - не единственный потенциально обитаемый объект в Солнечной системе. Собранные к настоящему моменту научные данные указывают на существование подледной жидкой воды на спутнике Юпитера Европе, спутнике Нептуна Тритоне и на самой крупной луне Сатурна Титане.

На Энцеладе обнаружили высокую тектоническую активностьНа Энцеладе обнаружили высокую тектоническую активность

Источник

Астрономы обнаружили на спутнике Сатурна Энцеладе высокую тектоническую активность, сообщается в пресс-релизе NASA. Ранее результаты подобной активности уже были известны ученым - это так называемые тигровые полосы. Они представляют собой разломы, через которые мощные гейзеры выбрасывают кристаллы льда в космическое пространство.

Используя данные, собранные аппаратом "Кассини" (Cassini), астрономам удалось установить, что внешний вид ледяного щита в полярных регионах постоянно меняется. По мнению специалистов, процессы, происходящие со щитом Энцелада в этих районах, больше всего напоминают активность в окрестности срединно-океанических хребтов на Земле. В этих регионах происходит постоянное образование новой земной коры из материала, "поставляемого" мантией.

Исследователи утверждают, что аналогичные процессы происходят на Энцеладе. Это подтвердили компьютерные модели. По мнению специалистов, новые данные могут расцениваться как доказательство существования под поверхностью спутника океана жидкой воды (недавно появлялась информация, также подтверждающая этот факт).

Кроме этого, выбросы гейзеров могут оказывать влияние на всю систему Сатурна и его спутников. Это объясняется тем, что Энцелад снабжает атмосферу гигантского соседа водяным паром и ионизированным газом.

Источником гейзеров Энцелада оказалась жидкая водаИсточником гейзеров Энцелада оказалась жидкая вода

Источник



Ученые нашли дополнительное свидетельство в пользу того, что внутри спутника Сатурна Энцелада есть океан жидкой воды. Альтернативная гипотеза, объяснявшая образование шлейфов из кристаллов льда обнажением летучих веществ, не подтвердилась. Ее опровергли данные, полученные аппаратом Cassini во время последних пролетов вблизи Энцелада, сообщается в пресс-релизе NASA.

Альтернативная гипотеза была основана на том, что выбросы водяного пара наблюдались в разломах, получивших у исследователей название "тигровых полос". Предполагалось, что приливное взаимодействие с Сатурном обнажает слои с летучими породами, и вырывающийся в космос газ высвобождает и замерзшую водяную пыль.

Однако сопоставление данных 2005 (когда ледяные шлейфы были впервые обнаружены) и 2007 года заставило серьезно усомниться в этой теории. Выяснилось, что зависимость величины выбросов от расстояния до Сатурна противоположна предсказаниям гипотезы о газовой природе выбросов. При удалении от планеты трещины должны сжиматься и уменьшать поток газа, но фактически обнаружен прямо противоположный эффект.

В статье, которая появится в журнале Nature, исследователи сообщают что единственной убедительной моделью остается жидкий океан под слоем покрывающего спутник льда. При наличии внутреннего источника тепла вода может оставаться жидкой под толстым ледяным панцирем, и ученые уже провели аналогию между гипотетическим океаном Энцелада и обнаруженным под антарктической станцией "Восток" на глубине почти в четыре километра озером.