Данные Cassini проливают свет на образование Сатурна и обитаемость Энцелада ?

Хотя миссия завершилась чуть более трёх лет назад, данные с космического корабля "Кассини" продолжают помогать ученым раскрывать тайны сатурнианской системы, содержащей более 80-и идентифицированных лун.

В частности, новые и обновлённые исследования помогли определить скорость дрейфа Титана от Сатурна, что, в свою очередь, привело к лучшему пониманию того, как формировалась система кольцевой планеты, в то время как совершенно другой набор анализов выявил поверхностный возраст Энцелада и дал ключевые представления о потенциале спутника, как возможно скрывающего жизнь.

Луны дрейфуют от планет-хозяев. Это факт из жизни различных тел Солнечной системы. Земная Луна дрейфует от планеты со скоростью ~3,8 см в год.

Используя модели для оценки того, как быстро Луна дрейфует от своей планеты, теории предполагали, что в таких системах, как Сатурн, с десятками лун, внешние луны, такие как Титан, стремятся наружу медленнее, чем луны ближние к планете, потому что они далеки от гравитации планеты-хозяина. Поэтому учёные вычислили скорость, с которой, по их мнению, луна Сатурна Титан удаляется от него, и эта скорость составляет 0,1 см в год.

Однако данные Кассини - который завершил свою миссию в сентябре 2017 года - показывают, что Титан удаляется от Сатурна со скоростью 10,16 см в год, в сто раз быстрее, чем прогнозировалось ранее.

"Этот результат - важная новая составляющая головоломки о возрасте системы Сатурна и формировании его лун", сказал Валерий Лейни, ведущий автор исследования, опубликованного ранее в этом году в Nature Astronomy.

Новая скорость дрейфа Титана была рассчитана на основе радио данных, полученных Кассини за 10-летний период между 2006 и 2016 годами. Подтверждающие данные были составлены с использованием звёздных карт на фоне снимков Кассини, так как аппарат отслеживал положение Титана.

"Используя два совершенно разных набора данных, мы получили результаты, которые полностью согласуются между собой, а также с теорией Джима Фуллера, который предсказал гораздо более быстрый дрейф Титана", - сказал доктор Паоло Тортора из итальянского Университета Болоньи - соавтор исследования.

Учитывая новое понимание дрейфа Титана от Сатурна и тот факт, что в настоящее время он находится в 1,2 млн км от планеты, это указывает на то, что луна сформировалась намного ближе к Сатурну, чем предполагалось изначально, и что вся система лун вокруг планеты расширилась быстрее, чем прогнозировалось ранее.

Более того, обновленная скорость дрейфа даёт подтверждение новой, четырехлетней теории от астрофизика доктора Джима Фуллера, который предложил, что внешние луны многолунных планетарных систем могут дрейфовать с более высокими скоростями, чем внутренние из-за "иной орбиты, которая связана с определенным колебанием её планеты-хозяина".

Так как многолунная планета “растягивается и расслабляется” под действием гравитационного притяжения своих лун, планета может "раскачиваться" - при этом часть энергии передается на внешние (как, например, Титан) лунные системы.

"Новые измерения предполагают, что такого рода взаимодействия планета-луна могут быть более заметными, чем ожидалось ранее, и что они могут применяться ко многим системам, таким как другие планетарные лунные системы, экзопланеты - те, которые находятся за пределами нашей Солнечной системы - и даже двойные звездные системы, где звезды вращаются вокруг друг друга", - сказал д-р Фуллер, другой соавтор исследования.

Как в случае с Титаном и многими другими элементами сатурнианской системы, данные 10-летней миссии Кассини на планете продолжают открывать новые и интригующие элементы о её лунах, в данном случае Энцеладе.

Вскоре после своего прибытия в систему, Кассини запечатлел большие выбросы гейзеров, из южного полушария Энцелада, которые, как позднее было подтверждено, были ледяными частицами и паром из подземного океана.

Открытие быстро подняло Энцелад к вершине списка мест Солнечной системы, где может существовать жизнь помимо Земли, и сделало луну главной мишенью для дальнейших исследований Кассини, а также для предполагаемых будущих космических полетов NASA и других космических агентств.

Теперь, используя данные, собранные в ходе многочисленных встреч Кассини с Энцеладом, ученые составили сводную глобальную инфракрасную карту, которая выявила убедительные доказательства геологической активности в северном полушарии.

На недавно составленной инфракрасной карте показаны признаки, свидетельствующие о геологической активности и о более молодой поверхности вблизи тигровых полос южного полюса.

Тем не менее, что интересно, те же спектральные данные выявили убедительные доказательства молодых особенностей поверхности в северном полушарии, что предполагает наличие свежего льда и недавнюю геологическую активность на противоположной стороне Энцелада.

"Инфракрасное излучение показывает нам, что поверхность южного полюса молода, что неудивительно, потому что мы знали о струях, которые взрывают ледяной материал там", - сказал Габриэль Тоби, ученый в области видимого и инфракрасного картографического спектрометра из Университета Нанта во Франции - соавтор нового исследования, опубликованного в журнале "Икар".

“Теперь, благодаря этим инфракрасным “глазам”, вы можете вернуться в прошлое и сказать, что один большой регион в северном полушарии также выглядит молодым и, вероятно, был активен не так давно по геологической временной шкале”.

Это новое понимание геологического возраста северных участков Энцелада может оказаться полезным не только для понимания эволюции луны, но и для предоставления вариантов потенциальных будущих миссий, которые будут стремиться классифицировать природу органических соединений, обнаруженных Кассини в частицах льда, выброшенных с луны.

В прошлом году ученые открыли новые виды органических соединений - потенциальных предшественников аминокислот, одного из строительных блоков жизни - в частицах, выбрасываемых изнутри Энцелада.

"Если условия будут правильными, то эти молекулы, идущие из глубокого океана Энцелада, могут находиться на том же пути реакции, который мы видим здесь, на Земле", - сказал доктор Нозаир Хавайя, "Мы пока не знаем, нужны ли аминокислоты для жизни за пределами Земли, но нахождение молекул, образующих аминокислоты, является важной частью головоломки".

Результаты показали, что органические вещества сначала растворялись в океане Энцелада, затем испарялись с поверхности воды, конденсировались и замерзали в зерна льда внутри трещин лунной коры, а затем выдувались в космос.

"Эта работа показывает, что океан Энцелада имеет в изобилии строительные блоки, и это ещё один зеленый свет в исследовании обитаемости Энцелада", - сказал соавтор доктор Фрэнк Постберг.