Одним из самых больших сюрпризов от миссии Кассини на Сатурн стало открытие активных гейзеров на южном полюсе Луны Энцелад. Вместо этого эта маленькая луна - одно из самых геотермально активных мест в Солнечной системе.
Теперь, новое исследование на основе данных Кассини показывает, что южная полярная область Энцелада даже теплее, чем ожидалось, всего на несколько футов ниже ее ледяной поверхности. В то время как предыдущие исследования подтвердили наличие в Энцеладе океана жидкой воды, которая питает гейзеры, это новое исследование показывает, что океан, вероятно, ближе к поверхности, чем считалось ранее. Кроме того - и самое заманчивое - в луне должен быть источник тепла, который не до конца понят.
«Эти наблюдения дают уникальное представление о том, что происходит под поверхностью», - сказала Алиса Ле Галль, которая входит в состав команды инструментов Cassini RADAR, из Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observation Spatiales (LATMOS) и Версальского университета Сен-Кантена. (UVSQ), Франция. «Они показывают, что первые несколько метров под поверхностью исследуемой нами области, хотя и при ледниковых температурах 50-60 К, намного теплее, чем мы ожидали: в некоторых местах, вероятно, до 20 К теплее. Это не может быть объяснено только в результате солнечного освещения и, в меньшей степени, нагрева Сатурна, поэтому должен быть дополнительный источник тепла ».
Микроволновые данные, полученные во время близкого пролета в 2011 году, показывают, что при трех переломах на поверхности Энцелад наблюдается избыточное тепло Несмотря на то, что эти лунки похожи на так называемые «полоски тигров», которые активно выпускают молекулы льда и воды в космос, эти три перелома не проявляют активности, по крайней мере, в 2011 году.
Ученые говорят, что, казалось бы, дремлющие трещины, лежащие над теплым подземным морем Луны, указывают на динамический характер геологии Энцелада, предполагая, что Луна могла пережить несколько эпизодов активности в разных местах на ее поверхности.
Облет 2011 года обеспечил первые - и, к сожалению, единственные - наблюдения с высоким разрешением южного полюса Энцелада на микроволновых длинах волн.
Он смотрел на узкую дугообразную полосу южной полярной области, шириной около 25 км (15 миль), и находился всего в 30–50 км (18–30 миль) к северу от трещин в полоске тигра.
Обнаруженное тепло, кажется, лежит под гораздо более холодным слоем мороза.
Из-за эксплуатационных ограничений облета 2011 года было невозможно получить микроволновые наблюдения самих активных трещин. Но это позволило ученым заметить, что термически аномальные ландшафты Энцелада простираются далеко за пределы полос тигра.
Их результаты показывают, что вполне вероятно, что весь регион южного полюса теплый, а это означает, что океан Энцелада мог находиться всего в 2 км под ледяной поверхностью Луны в этом районе. Этот вывод согласуется с исследованием 2016 года, проведенным другим членом команды Кассини Ондреем Кадеком, который оценил толщину коры на южном полюсе Энцелада как меньшую, чем остальная часть луны. Это исследование оценило, что глубина ледяного панциря составляет менее 5 км (1,2 мили) на южном полюсе, в то время как средняя глубина в других районах Энцелада составляет 18–22 км (11–13 миль).
Что генерирует внутреннее тепло в Энцеладе? Основной источник тепла остается загадкой, но ученые считают, что гравитационные силы между Энцеладом, Сатурном и другой луной, Диона притягивают и сгибают внутренность Энцелада. Известный как приливные силы, натяжение заставляет внутреннее пространство луны тереться, создавая трение и высокую температуру. Это также создает напряжения сжатия и деформации на коре, что приводит к образованию разломов и трещин. Это, в свою очередь, создает больше тепла в подповерхностных слоях. В этом сценарии более тонкая ледяная кора в области южного полюса подвергается большей приливной деформации, которая означает, что создается больше тепла, чтобы помочь поддерживать тепло подземных вод.
Поскольку гейзеры не были известны до прибытия Кассини в Сатурн, у космического корабля не было конкретной полезной нагрузки для их изучения, но ученые использовали имеющиеся в их распоряжении инструменты, чтобы сделать наилучшие наблюдения, которые они могли совершить, пролетев космический корабль в пределах 49 км ( 30 миль) поверхности. Чтобы полностью изучить приливное нагревание - или определить, есть ли другой источник тепла - ученые продолжат изучать данные, уже полученные различными приборами Cassini. Но поскольку миссия завершится в сентябре 2017 года, может потребоваться еще одна миссия на эту интригующую луну, чтобы полностью разгадать эту тайну.
«Это открытие открывает новые перспективы для изучения появления пригодных для обитания условий на ледяных лунах планет газового гиганта», - говорит Николас Альтобелли, научный сотрудник ЕКА по Cassini-Huygens. «Если подземное море Энцелада действительно настолько близко к поверхности, как показано в этом исследовании, то будущая миссия на эту луну с проникающим льдом радиолокационным зондом может его обнаружить».
«Нахождение температур вблизи этих трех неактивных трещин, которые неожиданно выше, чем те, которые находятся за их пределами, добавляет интригу Энцеладу», - сказала ученая проекта Cassini Линда Спилкер из Лаборатории реактивного движения. «Что такое теплый подземный океан на самом деле, и могла ли жизнь там развиваться? На эти вопросы предстоит ответить в будущих миссиях в этом океаническом мире ».
Не стесняйтесь представить свои предложения миссии в разделе комментариев ниже ...
Источники: ЕКА
JPL
Статья: Термически аномальные особенности в недрах южно-полярной местности Энцелада »A. Le Gall et al. (2017), опубликовано в журнале Nature Astronomy
