Океан Энцелада оказался ближе к поверхности

Международная группа ученых, работающая с миссией «Кассини», обнаружила аномально теплые участки вблизи южного полюса Энцелада — шестого по величине спутника Сатурна, известного своими водными шлейфами. По словам авторов, эти участки могу указывать на то, что подледный океан спутника ближе к поверхности, чем считалось раньше. Кроме того, наблюдения указывают на несколько «дремлющих» трещин, которые, возможно, в прошлом были источниками выбросов воды или станут ими в будущем. Это еще одно косвенное указание на существование внутренних динамических процессов на Энцеладе. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Шлейфы из воды, выбрасываемые с южного полюса Энцелада, были открыты зондом «Кассини» в 2005 году, когда аппарат прибыл на орбиту Сатурна. Они стали одним из важных указаний на существование глобального подледного океана на спутнике — аналогичного океану на Европе, спутнике Юпитера. Анализ частиц, выброшенных шлейфами Энцелада, позволил определить кислотность океана — он оказался щелочным, подобно раствору аммиака. По первым оценкам ученых, средняя толщина ледяного слоя над ним составляет около 18-22 километров. Однако в прошлом году исследователи показали, что лед на полюсе может оказаться значительно тоньше — около пяти километров. Авторы новой работы снова уменьшили эту цифру — до двух километров.

Ученые воспользовались данными пролета «Кассини» над южным полюсом Энцелада 6 ноября 2011 года. Тогда аппарат с помощью прибора RADAR собрал карту микроволнового излучения внешних слоев льда спутника. В отличие от инфракрасных наблюдений, микроволновое излучение позволяет исследовать лед вглубь на десятки сантиметров, вплоть до нескольких метров. Яркостная температура излучения оказалась порядка 32-60 кельвин. Эта величина, по словам ученых, не может быть достигнута только внешними источниками тепла — нагревом от излучения Солнца и Сатурна. Авторы ожидали температур не более 20 кельвин. 

Кроме того, астрономы отмечают, что в момент съемки одна часть поверхности находилась на ночной стороне Энцелада, а на другой происходило солнечное затмение. Это означает, что нагрев поверхности связан с теплопередачей из внутренней области спутника. Нагрев океана, согласно моделям, происходит благодаря приливным силам Сатурна.

Полоса микроволновой съемки, проведенной аппаратом имеет протяженность 500 километров и ширину 25 километров. Она проходит примерно в 30-50 километрах от активных участком южного полюса Энцелада, из которых происходили выбросы шлейфов. Ученые выделяют на ней ряд температурных аномалий, поток излучения от которых гораздо выше, чем в среднем. Они совпадают территориально с двумя протяженными объектами, похожими на борозды. Одна из них имеет протяженность в десятки километров, и, при глубине в 650 метров насчитывает два километра в ширину. Внутри полосы съемки активных источников шлейфов обнаружить не удалось. 

Эти наблюдения указывают на то, что лед в полярных областях Энцелада гораздо тоньше, чем в среднем. Он не достигает толщины в пять километров — данные согласуются, в том числе, и с толщиной порядка двух километров. «Дремлющая» борозда, обнаруженная при съемке, может находиться на границе между толстым и тонким слоями льда — ее контакт с океаном может легко нарушаться, что объясняет отсутствие в ней активности. 

Исследователи отмечают, что собранные данные помогут в будущих исследованиях Энцелада. Так, авторы указывают на необходимость звукового радарного сканирования подповерхностных областей спутника для того, чтобы напрямую наблюдать за процессами в них. 

Миссия «Кассини» завершится в этом году. Сейчас аппарат выполняет последнюю часть своей программы — «нырки» сквозь плоскость колец Сатурна. 15 сентября 2017 года он войдет в плотные слои атмосферы газового гиганта и разрушится. Благодаря его миссии астрономы получили огромный массив данных о системе Сатурна. Так, именно благодаря «Кассини» и спускаемому аппарату «Гюйгенс» было доказано существование на поверхности Титана метановых озер.

Владимир Королёв