Все последние события из жизни вулканологов, сейсмологов
Японцев, Американцев и прочих несчастных, которым повезло родиться, жить
и умереть в зоне сейсмической активности

Стихия

Землетрясение, Извержения вулканов, Ледяной дождь, Лесные пожары, Ливни, Наводнения, Огненный смерч, Паводок, Смерчи (Торнадо), Тайфуны, Тектонический разлом, Ураганы, Цунами, град, ледоход

Вулканы

Авачинский, Безымянный, Бромо, Везувий, Даллол, Иджен, Йеллоустоун, Килауэа, Ключевская Сопка, Мерапи, Невадо-дель-Руис, Невадос-де-Чильян, Ньирагонго, Сабанкая, Толбачик, Фуэго, Хурикес, Шивелуч, Эрта Але, Этна

Тайфуны

Тайфун Нору

Наводнения

Наводнение в Приморье

Районы вулканической активности

Вулканы Камчатки, Вулканы Мексики, Курилы

Грязевые вулканы и гейзеры

Локбатан

Природа

Вулканы, Изменение климата, Красота природы

Наука

Археология, Вулканология

Наша планета

Живая природа, Спасение животных

Ураганы

Тайфун Мэттью, Ураган Ирма, Ураган Харви, ураган Мария

Районы сейсмической активности

Землетрясение в Италии, Землетрясение в Китае, Землетрясение в Турции

Солнечная система

Венера, Марс, Меркурий, Планета Земля, Плутон, Сатурн, Юпитер

Космос

экзопланеты

Астрономические события

Лунное затмение, Метеориты, Противостояние Марса, Суперлуние

Антропогенные факторы

Климатическое оружие

Землетрясения

Прогноз землетрясений

2019-11-07 21:14

Тайна спутников Сатурна

Планета Сатурн

У планет-гигантов много спутников. А больше всего — у Сатурна: вместе с недавно открытыми двадцатью — 82. В том числе два мира с океанами, где есть условия для возникновения жизни. О секретах сатурнианской спутниковой системы РИА Новости рассказал Валерий Шематович, заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии РАН.

Блестящее семейство лун

Газовый гигант Сатурн, шестая планета от Солнца, известен людям с незапамятных времен. О его спутниках говорил еще Галилей, но он принял за них орбитальные кольца — гигантские диски, состоящие из частиц льда. Детально изучили систему Сатурна уже в наше время благодаря миссии "Кассини", действовавшей 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 результаты, они будут расти по мере совершенствования техники наблюдений", — говорит Валерий Шематович.

У Сатурна два вида спутников: регулярные и нерегулярные. Первые образовались вместе с планетой из сатурнианской части протосолнечной туманности. Их более двадцати, они обращаются по круговым орбитам, многие — сферической формы.

Орбиты новых двадцати спутников Сатурна. Часть из них — ретроградные, то есть движутся против направления движения планеты
"Значит, их вещество прошло стадию дифференциации, и тяжелые элементы опустились к ядру. Это миллиарды лет, следовательно, такие спутники — ровесники планеты", — поясняет ученый.
"Каждый с очень необычными свойствами. Например, на Мимасе есть огромный кратер размером 139 километров, тогда как диаметр самого спутника всего лишь 400 километров. Ясно, что спутник столкнулся с большим астероидом. Как он выжил — непонятно. На Дионе, возможно, 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 несколько раз меньше. По составу это обледенелые глыбы скальных пород.

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

Сатурн находится от Земли в девяти астрономических единицах — это огромное расстояние. Разглядеть маленькие тела на окраине его системы довольно сложно даже с нынешними телескопами. Двадцать новых лун, об открытии которых ученые Университета Карнеги (США) объявили 8 октября, диаметром 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.

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 увидели его поверхность, измерили параметры атмосферы", — рассказывает Валерий Шематович.

Важную роль при исследовании Титана сыграл радар аппарата "Кассини", который через облака сканировал рельеф 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 — ледяные. 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 идут дожди из метана. Удивительный мир!" — отмечает ученый.
Титан — крупнейший спутник Сатурна. Второе после Земли космическое тело с плотной атмосферой, жидкими структурами на поверхности

Активные недра Энцелада

"Энцелад, как и другие внутренние спутники Сатурна, — очень яркий объект. Он хорошо отражает солнечный свет. Это говорит о том, что его поверхность сложена водяным льдом. Диаметр — около пятисот километров, геологически этот мир должен быть мертвым, в его недрах нет активных процессов, на поверхности не должно 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 выпадающим на нее снегом из колец и воздействием плазмы из магнитосферы Сатурна. Изначально планировалось всего несколько пролетов "Кассини" мимо спутника 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 служебный инструмент — магнитометр. Посмотрев его данные, инженеры увидели, что магнитное поле Сатурна возмущается. Значит, с ним взаимодействует плазма — поток заряженных частиц. Откуда он? Подозрение пало на Энцелад. Выходит, его недра активны. Сразу решили поменять программу, изучить этот мир детальнее", — говорит астроном.

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

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

У этого океана есть земной 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 источники на поверхности ядра спутника. Однако развитие жизни, какой мы ее знаем, требует длительного времени и стабильности всей системы. Соответственно, ключевой вопрос — когда возник океан.

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

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

"Энцелад — самый привлекательный объект для астробиологов. По мере накопления данных мы сможем выбрать между двумя гипотезами, объясняющими время образования океана под поверхностью спутника", — подчеркивает ученый.
Катастрофическая гипотеза возникновения океана на Энцеладе

Условия 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 спутникам Юпитера отправится миссия Европейского космического 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 орбите 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 космических 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 подледном океане.

Впрочем, на Энцеладе это проще: там бьют гейзеры и ледяная кора тоньше. По оценкам, на южном полюсе вода находится всего на глубине нескольких километров. Пока совершенно неясно, 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 заинтересованы 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.

Источник: m.vk.com