Съвсем наскоро се сбогувахме с космическия кораб "Касини", който след 13 години вярна служба в орбитата на Сатурн и неговите спътници се спусна директно в бездната на атмосферата на гигантската планета. Причината за този грандиозен финал беше предупреждението за възможността Касини да се блъсне в една от спътниците на Сатурн - по-специално в Енцелад.
Енцелад е уникален със своята завеса от гейзери и вътрешния океан. Днес тази малка ледена луна се счита за потенциално местообитание за цял живот, така че не бихме могли да позволим да бъде замърсено от космическия кораб Касини. Ново изследване, публикувано в Nature Astronomy, предполага, че този океан съществува под повърхността на Енцелад от много дълго време - достатъчно дълго, за да създаде условия за развитие на живота.
Гейзерите Enceladus са емисии на солени водно-ледени смеси със следи от въглероден диоксид, амоняк, метан и други въглеводороди, които изригват от пукнатини в южната полярна област на Енцелад. Именно заради тези гейзери учените решиха, че Енцелад трябва да има подземен океан и че този океан е активен (конвективен). Последващите наблюдения показват, че водородът присъства в емисиите, което води до допълнително заключение относно хидротермалната активност - химични реакции, дължащи се на взаимодействието на водата и скалите. Но учените не са успели да обяснят какъв вид източник на топлина може да доведе до тази дейност.
С допълнителни наблюдения мистерията на липсващия източник на топлина само се засилва. Гейзерите са свързани с така наречените "тигрови ивици" - набор от четири успоредни разлома на повърхността, дълги 100 километра и дълбоки 500 метра. Тези ленти са по-горещи от останалата ледена кора, така че се предполагаше, че те трябва да са пукнатини в леда. В района на тигровите ивици почти няма ударни кратери, така че те трябва да са много млади от порядъка на един милион години. Всеки модел, който би могъл да обясни източника на топлина, също би трябвало да вземе предвид неговата фокусирана природа - Световният океан, но защо е активен само южният полярен регион?
Няколко поредни години учените предпочитаха обяснението за „приливно-топлинно нагряване“- резултат от взаимодействието на тела с планетарни размери. Например приливното взаимодействие със собствената ни луна е отговорно за приливите и отливите на водата на Земята. Енцелад е в орбитален резонанс с луната Диона, което влияе върху формата на орбитата на Енцелад около Сатурн. Но това влияние не е достатъчно, за да обясни мощността, необходима за поддържане на активността на гейзерите - около 5 GW. Би било достатъчно за град с размерите на Санкт Петербург.
Пореста сърцевина
Промоционално видео:
Учените се доближиха до решаването на пъзела, когато разгледаха вътрешната структура на Енцелад. Тази луна има достатъчно ниска плътност, че е съставена предимно от лед с малко твърдо ядро. Това се смяташе много години, тъй като Voyager 2 направи първите снимки на Енцелад и определи радиуса му, а след това и обема му. Гравитационното привличане на Енцелад, действащо върху Касини, даде възможност да се оцени масата на Луната и да се изведе стойността на плътността на тялото. Измерванията на Касини също показаха, че сърцевината има ниска плътност, което прави възможно заключението, че сърцевината е пореста, с пори, пълни с лед.
Новата поредица от изчисления запълва порите на сърцевината с вода, а не с лед, тъй като приливните сили, свързани с водата в порите, са повече от достатъчни, за да обяснят как се генерира топлината на Енцелад. Моделът е отличен с това, че обяснява не само порьозността на сърцевината, но и нейната пропускливост (колко лесно течността преминава през нея) и здравина (ще се напука ли, когато течността премине?).
Комбинирането на всички тези параметри в едно уравнение позволява то да бъде решено със създаването на елегантен модел на топлинен поток вътре в Енцелад.
Авторите на работата създават триизмерен образ на това къде и кога топлината на приливните движения в порьозните пространства се пренася в подземния океан. Разпределението на топлината в ядрото не е равномерно, а по-скоро в процеса на свързани тесни гори, главно на Южния полюс. И тъй като източниците на топлина (чиято температура достига 85 градуса по Целзий) са толкова концентрирани, близо до тях трябва да има повишена хидротермална активност, обяснявайки водорода в изригванията.
И накрая, поразителното наблюдение, което може да се направи при анализа на този модел, е, че количеството топлина, генерирано от вътрешния прилив, е достатъчно, за да поддържа подземния океан на Енцелад за милиарди години. Възниква друг въпрос: какво означава всичко това за живота на Енцелад? Топлият световен океан, който съществува от няколко милиарда години, ще се превърне в прекрасна люлка за цял живот - на Земята са му били необходими само 640 милиона години, за да премине от формата на микроби към бозайници. За съжаление самият Енцелад може да е доста млад - може да се е образувал само преди 100 милиона години. Това време достатъчно ли е за живот?
Може би. Най-вероятно животът на Земята се е формирал в продължение на няколкостотин милиона години в много по-тежки условия на тежка бомбардировка. Но след това отне още 3500 милиона години, за да разшири зоните си на влияние. Може би това ще бъде бъдещето на Енцелад. Може би този спътник ще стане не планетата на маймуните, а планетата на русалките?
Иля Хел