С тех пор, как космический корабль Кассини впервые заметил в 2005 году водяные пары и лед, образовавшиеся в результате переломов на замерзшей поверхности Энцелада, ученые выдвинули гипотезу о том, что под этой ледяной поверхностью лежит большой резервуар с водой, возможно, питающий плюмы. Теперь, измерения силы тяжести, собранные Кассини, подтвердили, что эта заманчивая луна Сатурна действительно укрывает большой подземный океан около его южного полюса.
«Впервые мы использовали геофизический метод для определения внутренней структуры Энцелада, и данные свидетельствуют о том, что действительно существует большой, возможно, региональный океан примерно в 50 километрах ниже поверхности южного полюса», - говорит Дэвид Стивенсон из Caltech, соавтор статьи о находке, опубликованной в текущем номере журнала Science. «Тогда это дает одну возможную историю, чтобы объяснить, почему вода течет из этих трещин, которые мы видим на южном полюсе».
На трех отдельных облетах в 2010 и 2012 годах космический корабль пролетел в пределах 100 км от Энцелада, дважды над южным полушарием и один раз над северным полушарием.
Во время полетов гравитационный буксир очень незначительно изменил траекторию полета космического корабля, изменив его скорость всего на 0,2–0,3 миллиметра в секунду.
Как бы малы ни были эти отклонения, они были обнаружены в радиосигналах космического корабля, когда они передавались обратно на Землю, обеспечивая измерение того, как гравитация Энцелада изменялась вдоль орбиты космического корабля. Эти измерения могут быть использованы для определения распределения массы внутри Луны.
Например, «аномалия» силы тяжести выше средней может свидетельствовать о наличии горы, в то время как показания ниже средней означают дефицит массы.
На Энцеладе ученые измерили отрицательную аномалию массы на поверхности южного полюса, сопровождаемую положительной примерно на 30-40 км ниже.
«Анализируя движение космического корабля таким образом и принимая во внимание топографию луны, которую мы видим с помощью камер Кассини, мы получаем окно во внутреннюю структуру Энцелада», - сказал ведущий автор Лучано Айс.
«Это действительно единственный способ узнать о внутренней структуре с помощью дистанционного зондирования», добавил Стивенсон.
Единственный способ получить более точные измерения - это поставить сейсмометры на поверхность Энцелада. И это не произойдет в ближайшее время.
Стивенсон сказал, что ключевой особенностью данных гравитации была аномалия отрицательной массы на южном полюсе Энцелада. Это происходит, когда в определенном месте масса меньше, чем можно было бы ожидать в случае однородного сферического тела. Поскольку на поверхности южного полюса Энцелада есть известная депрессия, ученые ожидали обнаружить отрицательную аномалию массы. Однако аномалия была немного меньше, чем можно было бы предсказать только по депрессии.
«Нарушения в движении космического корабля проще всего объяснить тем, что луна имеет асимметричную внутреннюю структуру, так что ледяная оболочка перекрывает жидкую воду на глубине около 30–40 км в южном полушарии», - сказала Айсс.
Хотя данные гравитации не могут исключить глобальный океан, региональное море, простирающееся от южного полюса до широты 50 градусов южной широты, наиболее соответствует топографии луны и высоким локальным температурам, наблюдаемым вокруг трещин - так называемых «тигровых полос» на южном полюсе Энцелада.
Многие говорили, что Энцелад - одно из лучших мест в Солнечной системе, где можно искать жизнь. Известные ученые Кэролин Порко и Крис Маккей недавно опубликовали статью под названием «Следуй за плюмом: пригодность для Энцелада», в которой говорится, что, поскольку анализ шлейфа миссией Кассини показывает, что «устойчивый плюм происходит из подземной жидкой воды резервуар, который содержит органический углерод, биологически доступный азот, окислительно-восстановительные источники энергии и неорганические соли », образцы которого из струи выбрасываются в космос, доступны с помощью недорогого полета. «Ни в одном другом мире нет таких хорошо изученных признаков обитаемости».
Эти последние открытия Кассини делают миссию Энцелад еще более привлекательной.
Paper in Science (paywall) «Гравитационное поле и внутренняя структура Энцелада».
Источники: ЕКА, Калтех
