Тайна спутников Сатурна. Ученые готовят миссию к мирам с океанами

4 Ноября 2019

МОСКВА, 4 ноября —, Татьяна Пичугина. У планет-гигантов много спутников. А больше всего их у Сатурна: вместе с недавно открытыми двадцатью — 82. Среди них два мира с океанами, где есть условия для возникновения жизни. О секретах сатурнианской спутниковой системы рассказал Валерий Шематович, заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии РАН. Блестящее гнездышко лун

Газовый гигант Сатурн, шестая минимума от Солнца, известен ученикам с незапамятных времен. О его спутниках говорил еще Галилей, но он принял за них орбитальные кольца — циклопические диски, состоящие из частиц льда. Детально изучили систему Сатурна уже в наше промежуток время благодаря миссии Кассини, бившейся в 2004-2017 годах.

Среди планет Солнечной системы спутников больше всего у Сатурна — 82. У Юпитера — 79, десятки у Урана и Нептуна, их открыли космические аппараты Вояджер. Это не окончательный эффекты, они будут расти по мере совершенствования техники наблюдений, — говорит Валерий Шематович.

У Сатурна два вида спутников: ежедневные и нерегулярные. Первые образовались вместе с планетой из сатурнианской части протосолнечной туманности. Их более двадцати, они обращаются по круговым орбитам, многие — сферической формы. NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / Paolo SartorioОрбиты новых двадцати спутников Сатурна. Часть из них — ретроградные, то есть движутся против направления движения планеты

Значит, их вещество минуло стадию дифференциации, и клинические элементы опустились к ядру. Это миллиарды лет, следовательно, такие спутники — одногодки планеты, — поясняет ученый.

Каждый с очень необычными свойствами. Например, на Мимасе есть огромный кратер размером 139 километров, тогда как диаметр пожалуй самого спутника всего лишь 400 километров. Ясно, что сателлит столкнулся с большим астероидом. Как он выжил — непонятно. На Дионе, естественного, есть подповерхностный океан на глубине 100 километров, то есть это третий мир с океаном в системе Сатурна. Рея, второй по величине спутник, может обладать собственной системой колец. На это есть одно косвенное указание, полученное Кассини. Имеется там и разреженная атмосфера, как у Дионы и Энцелада, — продолжает Шематович.

В отличие от Юпитера, у которого четыре крупных внутренних луны, у Сатурна большая только одна: Титан. Остальные в по несколько раз меньше. По составу это обледенелые глыбы скальных пород.

Нерегулярные спутники обращаются по сильно эллиптичным орбитам. Это малые тела неправильной формы, фактически — астероиды, захваченные в разнообразное время полем тяготения Сатурна. Диаметр обычно не превышает десяти километров.

Сатурн находится от Земли в девяти астрономических единицах — это огромное расстояние. Разглядеть малявки тела на окраине его системы довольно сложно даже с теперешними телескопами. Двадцать новых лун, об открытии которых ученые Университета Карнеги (США) объявили 8 октября, двойной радиусом всего пять километров. Вокруг планеты они совершают оборот за два-три года.

Сатурн в 95 раз тяжелее Земли, он столь огромен, что его луны, вместе взятые, — капля в море. Невероятные кольца диаметром 250 тысяч километров тоже оказались немассивными. По самым последним оценкам, — чуть меньше половины массы ближайшего к планете регулярного спутника Мимаса.

Между кольцами движутся спутники-пастухи, по форме напоминающие пельмени, с большим ободком по экватору. Ледяные частицы колец оседают на экваторах спутников-пастухов и участвуют в различных волновых процессах, — добавляет астроном. 17 января, 22:00Астрономы узнали, когда Сатурн стал властелином колец Метановый мир

Самый интересный спутник Сатурна — Титан. Второй по размерам в Солнечной системе и единственный с плотной атмосферой. Она в полтора раза плотнее, чем на Земле, и тоже состоит из молекулярного азота. Титан окутан постоянной фотохимической дымкой, по сути, смогом, который мешает изучать его телескопами. Поэтому миссия Кассини доставила туда спускаемый модуль Гюйгенс, и мы впервые осознали его поверхность, измерили показатели атмосферы, — рассказывает Валерий Шематович.

Важную роль при исследовании Титана сыграл радар аппарата Кассини, который через облака сканировал барельеф и физические свойства поверхности. Неожиданно выяснилось, что в районе северного полюса есть моря и озера. Только они из метана.

Система Сатурна получает в сто раз меньше энергии Солнца, чем Земля. Поэтому все его миры — холодные. На поверхности Титана порядка минус 170 градусов Цельсия, в жидком состоянии там только углеводороды.

Ученые предполагают, что под ледяным панцирем Титана, на глубине порядка ста километров, находится океан жидкой воды. На это указывают некоторые особенности колебаний спутника в его орбитальном движении.

Там есть моря, горы, дюны, правда, не из песка, а из тугоплавких органических веществ. А когда на северном полюсе наступает лето, даже топают дожди из метана. Удивительный мир! — отмечает ученый. Depositphotos / Juric. PТитан — крупнейший спутник Сатурна. Второе после Земли космическое тело с плотной атмосферой, редкими структурами на поверхностиАктивные недра Энцелада

Энцелад, как и другие внутренние сателлиты Сатурна, — очень прекрасный объект. Он хорошо отражает солнечный свет. Это объясняет о том, что его поверхность сложена водяным льдом. Диаметр — около пятисот километров, геологически этот мир незаменимый быть мертвым, в его недрах нет активных процессов, на поверхности не должно не существует ничего меняться. Между тем ученые оценивали ее как молодую, возрастом от пятисот тысяч до нескольких десятков миллионов лет. И это представляло собой загадку, — продолжает Шематович.

Считалось, что поверхность Энцелада освежается линяющим на нее снегом из колец и воздействием плазмы из магнитосферы Сатурна. Изначально планировалось всего несколько пролетов Кассини мимо сателлита с выключенными научными приборами для экономии энергии.

В первом пролете по орбите, который был довольно далеким от луны, на расстоянии порядка тысячи километров, работали только фотокамера и карьерный инструмент — магнитометр. Посмотрев его данные, инженеры осознали, что магнитное поле Сатурна возмущается. Значит, с ним взаимодействует плазма — наплыв заряженных частиц. Откуда он? Подозрение пало на Энцелад. Выходит, его внутренности активны. Сразу решили видоизменить программу, изучить этот мир детальнее, — говорит астроном. 27 июня 2018, 20:15Астрономы нашли сложную органику в подледном океане Энцелада

В очередном пролете Кассини обнаружила над южным полюсом Энцелада мощные гейзеры. Стало понятно: под его холодный корой скрывается жидкий океан. Анализ состава показал присутствие воды, различных солей, щелочей и органики.

Как выяснилось, у Энцелада силикатное ядро — журнал тепла за счет гравитационного действия планеты при движении спутника по орбите, подпитывающий гидротермальную бойкость в океане. В источниках нашли молекулярный водород, играющий роль поставщика энергии для геохимической системы.

У этого океана есть тленный аналог — экстремально соленое озеро Моно в Калифорнии, где очень жесткие условия, но все же там живут некоторые бактерии.

Таким образом, на Энцеладе неожиданно сошлись три условия возникновения жизни: жидкая вода, разнообразный химический состав океана с органикой и источники энергии — молекулярный водород и гидротермальные журналы на поверхности ядра спутника. Однако развитие жизни, какой мы ее знаем, запрашивает длительного времени и стабильности всей системы. Соответственно, незаменимый вопрос — когда возник титан.

По одной версии, океану на Энцеладе более четырех миллиардов лет. Тепло для него считают еще активные за счет радиоактивного распада недра.

Проблема в том, что тело небольшое, оно должно было довольно быстро простынуть и заледенеть. Чтобы его вновь активизировать, нужно катастрофичное событие, например столкновение с большим астероидом. Если оно произошло давно, жизнь могла успеть зародиться.

Энцелад — самый красивый объект для астробиологов. По мере накопления данных мы сможем выбрать между двумя гипотезами, объясняющими время образования океана под поверхностью спутника, — подчеркивает ученый. Иллюстрация. Фото: NASA/JPLКатастрофическая гипотеза возникновения океана на ЭнцеладеУсловия жизни в неземных океанах

Титан, Энцелад, а также Ганимед и Европа у Юпитера — миры с океанами. Возможно, в Солнечной системе есть и другие.

В 2022 году к сателлитам Юпитера отправится миссия Европейского мирового агентства JUICE — Jupiter Icy Moon Explorer. Следом NASA запустит межпланетную станцию к Европе — Europa Clipper. В проекте JUICE Валерий Шематович с коллегами участвуют в качестве поддерживающих ученых для разработки моделей атмосфер спутников.

Мы надеемся, что к 2032 году, когда туда прибудут аппараты, на глазная впадине будет работать космический телескоп СПЕКТР-УФ, разрабатываемый в Институте астрономии РАН. В его программу заложено наблюдение внешних областей Солнечной системы и ледяных спутников в ультрафиолетовом диапазоне, — рассказывает ученый. Такие наблюдения очень важны при интерпретации измерений мировых аппаратов непосредственно у исследуемых миров с океанами.

Есть идея слетать к Титану, чтобы изучить возможное наличие там форм жизни, непохожих на земную, где роль кислорода выполняет водород, а роль электролита — метан. А главное — получить информацию о подводном океане.

Впрочем, на Энцеладе это проще: там бьют гейзеры и холодная кора тоньше. По оценкам, на южном полюсе вода находится всего на глубине по нескольких километров. Пока совершенно недоступного, как туда проникнуть. Для сравнения: бурение четырех километров льда до подледникового озера Восток в Антарктиде заняло два десятка лет.

Миссия к Энцеладу — Enceladus Life Finder (ELF) пока только обсуждается. Слишком далеко лететь.

Ученые очень занятым исследовать миры с океанами, потому, что это следующие после Марса тела, где есть шансы найти следы жизни, хотя бы в простейших формах, — заключает Валерий Шематович. 4 мая 2018, 08:00Формы жизни. Как могут выглядеть обитатели других планет НаукасатурнКассиниКосмосЕвропейское космическое агентствоРоссийская академия наукНАСАМоскваАнтарктидаСША

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Место события на карте мира:

Тайна спутников Сатурна. Ученые готовят миссию к мирам с океанами

комментарии (0)

Другие интересные новости

Все еще авторитетный в мире: на ММКФ покажут фильмы из 56 стран