Энцелад стоит отдельно от других небесных тел как своим внешним видом, так и своим поведением. Она имеет самую белую и отражающую поверхность, которую астрономы никогда не наблюдали. И он известен тем, что распиливает крошечные ледяные частицы кремнезема — их так много, что частицы являются важным компонентом второго дальнего кольца вокруг Сатурна, его так называемого E-кольца.
- Энцелад, шестой по размеру спутник Сатурна, известен тем, что распыляет крошечные ледяные частицы кремнезема — их так много, что эти частицы являются ключевым компонентом второго внешнего кольца вокруг Сатурна.
- Ученые не знают, как это происходит и сколько времени занимает процесс.
- Исследование, проведенное учеными Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, показывает, что приточный нагрев в ядре Энцелада создает течения, которые транспортируют кремнезем, который, вероятно, высвобождается глубоководными гидротермальными источниками в течение нескольких месяцев.
Несмотря на относительно небольшие размеры, Энцелад — шестой по величине из 83 спутников Сатурна — астрономы считают одним из самых привлекательных тел в нашей Солнечной системе.
Энцелад характеризуют как мир-океан, небесное тело со значительным объемом жидкой воды. Но в отличие от океанов на Земле, находящихся на поверхности планеты, океан Энцелада защищен под толстым слоем льда. Однако лед не покрывает океан полностью: некоторые материалы из водяного пространства высвобождаются вблизи более теплого южного полюса Энцелада из больших разломов во льду, известных как «тигровые полосы».
Части кремнезема, которые выбрасывает Энцелад, начинают свое путешествие на морском дне, далеко под поверхностью луны — и на сегодняшний день ученые не знают, как это происходит или сколько времени занимает процесс.
Новое исследование под руководством ученых UCLA предлагает некоторые ответы. Исследование показывает, что приточный нагрев в скалистом ядре Энцелада создает течения, которые транспортируют кремнезем, который, вероятно, высвобождается глубоководными гидротермальными источниками в течение нескольких месяцев.
Исследование опубликовано в Communications Earth & Environment.
Эшли Шенфельд, докторантка по планетологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, возглавила группу, которая анализировала данные об орбите, океане и геологии Энцелада, собранные космическим кораблем NASA Cassini. Ученые построили теоретическую модель, которая могла бы объяснить транспортировку кремнезема через океан.
Активная геология Энцелада подпитывается приливными силами, когда он вращается вокруг Сатурна — на месяц влияет гравитация. Эта деформация создает трение как в ледяной оболочке луны, так и в его глубоком скалистом ядре. Новая модель продемонстрировала, что трения нагревает дно океана достаточно, чтобы создать течение, которое транспортирует частицы кремнезема к поверхности.
«Наши исследования показывают, что эти потоки достаточно сильны, чтобы забрать материалы с морского дна и принести их к ледяному панцирю, отделяющему океан от космического вакуума», — сказал Шенфельд. «Разломы тигровой полосы, которые прорезают ледяной панцирь в этот подповерхностный океан, могут действовать как прямые каналы для выбрасываемых в космос захваченных материалов. Энцелад дает нам бесплатные образцы того, что скрыто глубоко внизу».
Авторство: NASA/JPL-Caltech
Автоматический зонд космической миссии Кассини нашел значительное количество газообразного водорода в шлейфах, которые вместе с кремнеземом являются убедительными доказательствами гидротермальной активности на дне океана. Теоретическая модель, разработанная командой под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, подтверждает эту гипотезу, демонстрируя правдоподобные временные рамки процесса и убедительный механизм, объясняющий, почему шлейфы содержат кремнезем. Модель также поможет объяснить, почему другие материалы транспортируются на поверхность вместе с частицами кремнезема.
«Энцелад дает нам бесплатные образцы того, что скрыто глубоко внизу».
«Наша модель дополнительно подтверждает идею о том, что конвективная турбулентность в океане эффективно транспортирует жизненно важные питательные вещества из морского дна в ледяную оболочку», — сказала второй автор Эмили Хокинс, выпускница Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которая сейчас является доцентом физики в Университете Лойолы Меримаунт.
На Земле подобные глубоководные гидротермальные источники содержат множество удивительных организмов, которые лакомятся минералами, которые выделяют источники.
Авторство: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
В будущем космический корабль сможет собрать больше данных, чтобы дать ученым возможность продолжить исследование физических и химических свойств потенциальных гидротермальных систем источника Энцелада. Чтобы определить, могут эти вентиляционные отверстия поддерживать жизнь, ученым нужно будет проверить шлейфы на химические следы биологической активности, известные как биосигнатуры; новое исследование предлагает некоторые указания, которые должны помочь в поиске этих биосигнатур.
Планы NASA на следующее десятилетие включают миссии, которые будут пролетать мимо Энцелада, вращаться и приземляться для сбора дополнительной информации. Команда под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе планирует разработать дополнительное моделирование, которое поможет сформировать планы для этих миссий.
