Энцелад — шестой по размерам спутник Сатурна. Был открыт в 1789 году в ходе наблюдений Уильяма Гершеля. До того, как 2 межпланетных зонда «Вояджер» прошли вблизи Энцелада в начале 1980-х, о нём было мало известно; в частности, было известно о наличии водяного льда на его поверхности. Благодаря наблюдениям с «Вояджеров» было установлено, что диаметр Энцелада составляет примерно 500 км (около 0.1 от диаметра крупнейшего спутника Сатурна Титана) и что поверхность Энцелада отражает почти весь падающий на неё солнечный свет. «Вояджер-1» обнаружил, что Энцелад движется по орбите внутри наиболее плотной части рассеянного кольца Е и обменивается с ним веществом; исходя из этого, можно предположить, что кольцо Е обязано своим происхождением Энцеладу. «Вояджер-2» обнаружил, что на поверхности небольшого спутника представлены разнообразные ландшафты — от старого, сильно кратерированного рельефа, до молодого тектонического, где некоторые участки не старше 100 млн лет.
Эта история началась в 2005 году, когда зонд "Кассини", запущенный НАСА, достиг Сатурна и стал обследовать его спутники. Геофизики из Лаборатории реактивного движения НАСА (Jet Propulsion Laboratory) от встречи с Энцеладом ничего интересного не ждали. Но, как оказалось, сквозь загадочные параллельные трещины, которые будто кто-то процарапал на ледяном панцире планеты и которые потом назвали "тигровыми полосами", на пятьсот километров вверх (диаметр самого Энцелада) били мощные газовые фонтаны.
Это значило, что под 15-20-километровой толщей льда у этой самой белой и самой замороженной луны в Солнечной системе идет активная жизнь. Ученые заподозрили, что подо льдом скрывается океан сравнительно теплой воды, который и является источником этих фонтанов. В пользу океанического сценария говорили и впоследствии обнаруженные подледные карманы с жидкой водой, нагретой до 0°C.
Первичный анализ гейзерных струй показал, что они содержат углерод, водород, кислород, азот и различные карбонаты. Все это было бы замечательно, если бы не полное отсутствие ингредиента, присущего водяным океанам – соли.
Последний пролет "Кассини" мимо Энцелада в 2009-м году в конце концов позволил обнаружить и соль. Анализатор космической пыли обнаружил соли калия и натрия, причем в огромных количествах, не в самом гейзерном газе, а в ледяных кристалликах, вылетающих вместе с ним. И теперь появилось последнее доказательство существования энцеладского океана – расшифровка температурных измерений показала, что в трещинах Энцелада, температура поверхности которого равняется −201°C, царит настоящий курорт с температурой −85°C.
Ученые предполагают, что океан состоит из довольно теплой и очень газированной воды, именно это последнее качество и позволяет ей прорываться сквозь льды наружу. Они до конца не понимают пока, что именно греет воду, но считают, что такая среда вполне пригодна для зарождения жизни.
http://rnd.cnews.ru/natur_science/astronomy/news/top/index_science.shtml?2011/01/30/425235
Новые данные, полученные астрономами, свидетельствуют о том, что на этой луне все-таки существует океан, похожий на большой шипучий напиток, в котором может быть жизнь в виде микроорганизмов.
Интересно, что находящийся рядом спутник Мимас примерно такого же размера оказался безжизненным, а Энцелад был активным.
Многие исследователи предположили, что фонтаны можно считать доказательством наличия подземного большого океана. Действительно, струи гейзеров можно объяснить существованием рядом с поверхностью «карманов» с жидкой водой. Однако у этой теории есть слабое звено. Где в таком случае соль, которая должна присутствовать в океане, задаются вопросом ученые.
В ходе первых облетов инструменты Cassini обнаружили углерод, водород, азот и различные гидрокарбоны в газовых фонтанах. Однако не были найдены соли, которые обычно присутствуют в океанической воде.
В 2009 году анализатор космической пыли на борту Cassini все-таки обнаружил недостающую соль, но в неожиданном месте.
«Она находилась не в газах фонтана, где мы искали ее», - говорит Денис Матсон. «Соли калия и натрия оказались спрятаны в ледяных частицах гейзера».
По словам специалистов NASA, подобные показатели температуры свидетельствуют о вулканической активности, тепло исходит изнутри, его достаточно для того, чтобы часть льда, хранящегося под землей растаяло и образовались подземные «водохранилища». Большинство воды распределяется в горизонтальном направлении, однако некоторая часть заполняет подземные «карманы», из которых затем вода под давлением прорывается сквозь поверхность подобно тому, как открывается банка с содовой, предполагают исследователи NASA.
Ещё одна версия тепловой аномалии:
Наличие тепла на Энцеладе ученые объясняют воздействием Сатурна, который изменяет форму спутника, когда тот двигается по орбите. Благодаря таким повторяющимся деформациям образуется тепло, достаточное для того, чтобы растопить лед. По словам специалистов, процесс напоминает нагрев скрепки, когда вы ее быстро сгибаете туда и обратно, сообщает Physorg
И ещё одна:
Деннис Мэтсон из ЛРД НАСА полагает, что вода находит путь к поверхности благодаря тому, что насыщена растворёнными в ней газами. «Исходя из того, что плотность выбрасываемой на поверхность воды меньше плотности льда, я считаю, что жидкость быстро поднимается к поверхности сквозь лёд. Большая часть воды растекается по сторонам, нагревая слой льда толщиной около 100 метров». Далее, по словам Мэтсона, оставшаяся вода охлаждается и просачивается обратно, чтобы наполнить океан и начать процесс заново.
Ларри Эспозито из Колорадского университета полаг, что Энцелад отвечает условиям существования жизни: «Мы знаем, что там есть жидкая вода, органика и источник энергии. В довершение всего, нам известно, что живые организмы на Земле существуют в идентичных условиях».
Эндрю Прентис из Университета Монаша в Мельбурне считает, что Энцелад слишком мал, чтобы удерживать такое количество тепла. Гипотеза о приливной генерации энергии не объясняет нагрева, локализованного в южном полюсе, где находятся «тигровые полосы». Прентис больше склоняется к версии о существовании не подземного океана на спутнике, а маленького тёплого озера: «Я думаю, что это небольшой водный карман размером около 30х50 километров».
Тигровые полосы на поверхности Энцелада. Фотография сделана зондом «Кассини» с расстояния около 20 720 км
Компьютерное моделирование, проведенное учеными из австралийских университетов Мельбурна и Монаша, позволило проследить механизм формирования подповерхностного океана и «тигровых полос» на Энцеладе
Созданная исследователями модель эволюции спутника учитывала наличие аммиака, сообщения о нахождении которого на Энцеладе появились относительно недавно. Согласно полученным данным, в начале существования Энцелада его оболочка имела однородную структуру и состояла из водного льда и аммиака, однако под влиянием теплоты, выделявшейся в процессе взаимодействия с другими спутниками, часть оболочки, примыкавшая к ядру, разделилась на два слоя. Жидкость с повышенным содержанием аммиака расположилась внизу, а сверху сформировался тонкий слой льда.
«Образовавшийся вблизи ядра слой чистого водного льда постепенно поднимался к поверхности, а такое перераспределение массы могло вызвать развитие тектонических процессов, сформировавших тигровые полосы, — объясняет г-н Стегман. — Температура продвигавшегося вверх льда превышала температуру исходной смеси; разделение слоев продолжилось, в результате чего жидкий океан добрался почти до самой поверхности. При этом стабильность системы обеспечивает аммиак, который понижает точку замерзания».
Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Icarus
В гейзерах Энцелада нашли соду.
Вот ещё одно мнение учёных:
Результаты исследования, проведённого специалистами Лаборатории реактивного движения NASA (штат Калифорния, США), показали, что причиной водных выбросов с поверхности спутника Сатурна Энцелада является непродолжительное интенсивное воздействие радиоактивного излучения, которое растопило ледяной покров этого космического тела сразу после того, как оно сформировалось.
Водяные выбросы на Энцеладе
Впервые водные выбросы были обнаружены аппаратом Cassini ещё в 2005 году. Изучение данного феномена позволило предположить наличие под обледенелой поверхностью Энцелада большого количества воды в жидком состоянии, и, соответственно, условий, в которых могла бы зародиться жизнь.
Сейчас же исследователи считают, что во время кратковременного периода интенсивного распада радиоактивных элементов, лёд Энцелада был растоплен, и, таким образом, твёрдая горная порода сгруппировалась в центре, образовав твёрдое ядро сообщает New Scientist. Скорее всего, на спутнике скопилось большое количество изотопов алюминия-26 и железа-60, - по всей видимости, эти изотопы в изобилии присутствовали в небольших метеоритах, попадавших на Энцелад. Такие соединения, известные под названием "кальциево-алюминиевые включения", часто обнаруживаются внутри метеоритов. Предположительно, это вообще первые твёрдые вещества, образовавшиеся в Солнечной системе около 4,6 миллиардов лет назад, - и их изобилие на Энцеладе указывают, что он формировался примерно в то же время.
В процессе формирования спутника происходил активный распад этих изотопов с выделением достаточного количества энергии, чтобы растапливать лёд. В центре спутника образовалось горячее ядро. Учёные считают, что вблизи поверхности Энцелада до сих пор существуют "карманы" с раскалённой лавой, которая и провоцирует время от времени вышеуказанные выбросы.
Данное исследование также поможет объяснить присутствие в выбросах молекулярного азота. Возможно, он появляется в результате распада аммиака. Такой процесс может происходить лишь при температурах выше 300oС.
Тем не менее, с выводами специалистов Лаборатории реактивного движения согласны не все. Например, доктор Дэвид Стивенсон, сотрудник Калифорнийского технологического института, сомневается в том, что изотопы с коротким периодом полураспада (у алюминия-26 он составляет 700 тыс. лет), ещё не распались окончательно в то время, когда формировался Энцелад. Кроме того, тот же молекулярный азот, равно как и другие вещества могли быть просто составной частью исходного материала, из которого образовывался этот спутник Сатурна.
На спутнике Сатурна Энцелад обнаружена достаточно "плотная" атмосфера. Энцелад стал вторым из многочисленных спутников планет Солнечной системы, на котором обнаружена атмосфера. Первым был самый интересный и загадочный спутник того же Сатурна Титан. Это открытие сделано с помощью работающей на орбите искусственного спутника Сатурна американской межпланетной автоматической станции Cassini. В ходе двух пролетов около Энцелада 17 февраля 2005 и 9 марта станция собрала информацию, которая позволила обнаружить собственную атмосферу у этого космического тела. Сейчас ученые гадают, что является источником этой атмосферной оболочки, - вулканы, гейзеры или какая-то иная форма активности под поверхностью спутника. Энцелад обладает очень слабым гравитационным полем и не может удерживать газовую оболочку, потому для ее существования требуется постоянный источник "подпитки". Энцелад, имеющий примерно 500 км в поперечнике, покрыт льдом и отражает порядка 90 проц падающего на него солнечного света, что делает его чемпионом Солнечной системы по отражательной способности. Cassini также обнаружил наличие магнитного поля.
Выше представлена одна из таких фотографий, на которой показан участок размером примерно 45х45 км, расположенный немного севернее экватора Энцелада. Здесь видно несколько видов тектонических образований, что говорит о динамичной геологической истории Энцелада. В частности в верхней части снимка видны несколько темных трещин во льду, ширина которых составляет более километра (они направлены из верхнего левого угла снимка вправо вниз). Здесь также видна полоса из более мелких борозд (она выходит из того же левого верхнего угла, но идет более круто вниз). Общая ширина этой полосы составляет около 12 км. Самыми непонятными деталями рельефа здесь являются несколько небольших темных пятен (в центральной части снимка). Их размер составляет от 125 до 750 м в диаметре. Они располагаются цепью параллельно узким бороздам. Ученые, работающие по этому проекту, пока не сформулировали никаких гипотез, которые могли бы объяснить такие особенности рельефа.
Удивительно пластичный подвижный характер поверхности! И не только в связи с явными признаками текучести но и форой и характером изгибов и деформаций соответствующих организованной структуре живой материи. На это указывают складки наподобие морщинок на изгибе кожи или сборки гофрированного шланга. Похоже на то что только верхняя часть “кожи” жесткая и ороговевшая, внутренняя часть мягкая и пластичная.
Это изображение в искусственных цветах получено аппаратом Кассини, на котором прослеживается разнообразие геологических структур Энцелада:
Одновременно старая и новая поверхность Энцелада
На большей части поверхности видны кратеры. По плотности кратеров можно сказать, что эта часть поверхности достаточно старая. Около нижнего края снимка находится кратер шириной около 20 км, с выступающей куполообразной структурой в центре. Вся видимая поверхность пересекается целым комплексом трещин и оврагов. Некоторые из них узкие и простираются на сотни метров, другие широкие и протянулись на дистанции до 5 км.
Края и внутренности большинства кратеров обрезаны системами узких, параллельных оврагов, образующих целые магистрали, шириной до 1 километра. Их широкая распространенность в этом регионе еще раз доказывает, что поверхность этого спутника подвергалась и подвергается интенсивной тектонической активности. Старые разломы характеризуются мягкостью и приглушенностью и сверху покрыты кратерами. Более ранние структуры представляют собой рельефные образования, которые выглядят довольно хрупкими, и все они разрезают поверхность, покрытую более ранними кратерами.
С правой стороны снимка выделяется переплетенная сеть хребтов и впадин, которые указывают на яркую действительную тектоническую активность Энцелада. Скудное количество кратеров и яркая выраженная топография в этом регионе говорит о том, что это очень молодая геологическая область.
Это изображение представляет собой композицию снимков, полученных через различные фильтры, чувствительные к ультрафиолетовому излучению (338 нм), зеленому (568 нм) и инфракрасному (930 нм). Далее некоторые преобразования проделаны для передачи цветовых различий поверхности. Верхняя часть региона имеет постоянную серую окраску, что говорит об одинаковом химическом составе этой области и практически одинаковом размере частиц на поверхности. Однако, большинство разломов представлены в различных цветовых оттенках, здесь это бледно-голубые тона, чем остальной материал. Эти цветные разломы говорят о том, что материал, их составляющий, различается в текстуре или химическом составе.
Одним из вариантов, который может это объяснить, это то, что такие оттенки приобретены от сплошного водяного льда, или изо льда с примесями частиц различных размеров. Также, вполне вероятно, что различие в цветовых оттенках выражено различными смесями в старом и новом льдах, покрывающих эту часть поверхности. Еще одно мощное различие - это то, что стены молодых оврагов практически полностью лишены старых льдов. В любом случае, все эти данные доказывают нам то, что все старые трещины и разломы покрыты мелкозернистым материалом, которым покрыта вся старая поверхность спутника.
Далее ещё несколько красивых фотографий поверхности Энцелада:
Выявлено значительное количество струй гейзеров, вода из которых хлещет прямо в космическое пространство.
Показана нестабильность работы гейзеров. Струи хлещут вдоль всей расщелины.
Исследовательской группе Института ядерной физики имени Макса Планка (Германия) удалось на основании данных, полученных аппаратурой зонда "Кассини", оценить уровень осадков на Энцеладе, а также описать характер круговорота воды на этом весьма странном спутнике Сатурна.
Струи отдельных гейзеров Энцелада удалось проследить на значительном удалении от Спутника. Выявились среди гейзеров и "великаны", и "карлики" со значительно меньшей мощностью струи.
Выявлен взаимообмен снежинками (или микрольдинками) между спутником и кольцом Е Сатурна, сформированным извергаемым из кипящих недр Энцелада веществом.
Показано, что покинувшие спутник частицы могут, попав в кольцо, оставаться в нём в среднем ориентировочно от 50 до 400 лет, после чего вновь "сметаются" Энцеладом.
В основном же выброшенные частицы захватываются спутником вновь практически мгновенно - после одного-двух оборотов по орбите. Кольцо Е, тем самым можно считать "динамическим" - оно постоянно обменивается веществом с Энцеладом.
Частицы размером свыше 0,7 мкм в поперечнике, могут уйти в кольцо Е только если они покинут Энцелад со скоростью существенно выше первой космической (207 м/с).
Наконец, удалось определить интенсивность снегопада на Энцеладе. Уровень осадков вблизи "Долины Гейзеров" у Южного полюса Сатурна в год выпадает около 0,5 мм снежка.
Как сообщает пресс-служба института, результаты исследования описаны в работе How the Enceladus dust plume feeds Saturn's E ring, Icarus 206, 446-457 (2010).
Итак, объяснить природу и источник энергии, выделяемой недрами Энцелада, до сих пор не удаётся.
Пролёт над Энцеладом 21 ноября 2009 года стал последней возможностью получить изображения Южного полюса в видимом диапазоне. Теперь Южный полюс Энцелада на 15 предстоящих лет погрузился во тьму.
Свежие комментарии