Океан на Энцеладе реален!

Космический аппарат «Кассини» получил подтверждение существования большого подповерхностного океана жидкой воды на сатурнианском спутнике, диаметр которого равен 500 км.

О том, что внутри Энцелада находится вода, учёные заговорили после 2005 года, когда тот же «Кассини» впервые запечатлел следы водяного пара и льда, выплёвываемого из отверстий близ южного полюса этой сатурнианской луны. Однако тогда многие заявляли, что сами по себе гейзеры не являются свидетельством существования океана: мол, вода могла расплавиться лишь вблизи поверхности — просто от столкновения ледяных плит «коры» Энцелада, и нагрев был местным и кратковременным.

Как же точно убедиться, есть ли под внеземным льдом океан? «Чтобы выявить гравитационные вариации [на Энцеладе], мы использовали эффект Доплера — тот же, что применялся в радарных устройствах для определения скорости нарушителей ПДД, — поясняет Сами Асмар (Sami Asmar) из Лаборатории реактивного движения НАСА, один из авторов работы. — Когда космический аппарат пролетает близко от Энцелада, его скорость изменяется под влиянием небесного тела на величину, колеблющуюся в соответствии с вариациями гравитационного поля Энцелада, которое мы хотим измерить. Затем мы отслеживаем сдвиги в скорости [«Кассини»] по изменению частоты радиоволн, на которых поддерживаем с ним радиосвязь...»

Что дали измерения гравитационных вариаций? Они показали, что плотность Энцелада неоднородна, и под его поверхностью есть большой — возможно, «региональный» (то есть не глобальный) — подлёдный океан глубиной всего в 10 км, лежащий под ледяной толщей в 30–40 км. Точная его площадь пока может быть определена лишь с немалой погрешностью, но она по крайней мере не уступает 80 000 км², то есть не менее 10% от общей поверхности этой луны.

Океан ограничен южной приполярной областью этого небесного тела, и пока неясно, почему именно ею. Высказываются предположение, что это, вероятно, связано с особенностями приливного разогрева спутника гравитационным воздействием близкого Сатурна. Именно это тепло (в теории) позволяет существовать незамерзающему океану внутри Энцелада, даже несмотря на то, что он отстоит от Солнца на полтора миллиарда километров, отчего средняя температура тамошней поверхности равна —200 °С.

Это открытие делает Энцелад одним из самых привлекательных для микробной жизни мест в Солнечной системе. Ранее теоретическое моделирование недр спутников планет-гигантов показывало неутешительную картину: предполагалось, что глубина их подлёдных океанов могла доходить до 100 и более километров. Это означало, что на их дне колоссальное давление и плотный слой разных видов экзотического льда, делающий обмен минералами между твёрдой частью спутника и водяным океаном нереальным. Ну а в бедной минералами и изолированной от атмосферы воде жизни существовать сложно: сноса микроэлементов с континента под ледовым панцирем не бывает.

Обнаружение на спутнике диаметром всего в 513 км океана, по глубине близкого к вполне обитаемой Марианской впадине, значительно снижает угрозу полной изоляции такого водного бассейна от внутренних силикатных областей спутника. Следовательно, в этом супе достаточно соли, чтобы поддержать популяцию микробов-гурманов.

19 пролётов около Энцелада в 2010–2012 годах дали непредставимую ранее точность определения изменений скорости «Кассини» — вплоть до вариаций в 90 мкм/с. Благодаря этому и удалось выявить под южной частью луны область повышенной плотности, соответствующую океану. Вообще говоря, южная часть Энцелада характеризуется впадиной, однако измерения показали, что колебания скорости «Кассини» были заметно меньше, чем можно было бы ожидать с учётом её глубины. На этом основании и удалось рассчитать район расположения крупного подлёдного океана.


Лючиано Йесс (Luciano Iess) из Римского университета Ла Сапиенца, ведущий автор работы, посвящённой этому открытию, подчёркивает, что плотность жидкой воды на 7% выше плотности поверхностного льда спутника, и это позволило довольно точно рассчитать общую массу резервуара.

«Материал из гейзеров близ южного полюса Энцелада содержит солёную воду и органические молекулы — базисные химические ингредиенты, необходимые для жизни, — поясняет Линда Спилкер (Linda Spilker), глава проекта «Кассини» в НАСА. — Их открытие расширяет наш взгляд на "обитаемую зону" в Солнечной системе и планетарных системах других звёзд. Новое подтверждение существования подлёдного океана, подпитывающего гейзеры, углубляет понимание этой очень интересной среды».

Отдельно стоит сказать, что, несмотря на весьма толстую ледовую оболочку, исследования этого океана могут быть не таким уж тяжёлым делом. Если на Европе, спутнике Юпитера, где в конце прошлого года впервые были зафиксированы гейзеры, они бьют редко и ледяная корка весьма стабильна, то Энцелад на систематической основе рождает потоки солёной воды в одном и том же южном приполярном регионе. По расчётам Каролин Порко (Carolyn Porco) и её коллег по Институту исследования космоса в Боулдере (США), вода, поступающая из подповерхностного океана, несмотря на недельный цикл подъёма на 30–40 км, сохраняет достаточно тепла, чтобы в точке разлома не давать замёрзнуть трещинам метровой ширины.

Иными словами, вполне реален анализ океанской воды на месте — или даже попытка использования погружаемого аппарата без предварительного бурения десятков километров льда, как на Европе, где также предполагается существование сходного водоёма.