Приливы тепла: Новые тайны Энцелада
Спутник Сатурна Энцелад можно назвать одним из самых таинственных и интригующих небесных тел. Преимущественно он состоит из водяного льда, а поверхность его покрыта льдом настолько чистым, что она отражает больше 90% падающего солнечного света. Это делает Энцелад чемпионом Солнечной системы по отражательной способности — на снимках он может выглядеть совершенно белым. Впрочем, самое интересное в нем даже не это.
«В норме, — поясняет астрофизик Джеймс Робертс (James Roberts), — чем меньше планета или спутник, тем они холоднее. Соответственно и Энцелад, будучи размерами немногим меньше Великобритании, долгое время считался полностью замерзшим, пустынным и ничем не примечательным». Все изменилось в 2005 г., когда зонд Cassini зафиксировал бьющие с южного полюса Энцелада потоки частиц льда и пара вперемешку с небольшими количествами органических соединений (мы рассказывали об этом в заметке «Жаркий полюс»).
Вместе с другими данными это позволило ученым предположить, что на этом крохотном объекте под слоем льда скрыт настоящий водяной океан — и строить разные гипотезы о том, что же именно не дает ему замерзнуть. По некоторым данным, там теоретически может найтись даже жизнь («Внутренние силы малыша»). Кажется, этого более чем достаточно, чтобы уделять небольшому спутнику — а в особенности его таинственному океану — очень большое внимание.
Джеймс Робертс и его коллега Фрэнсис Ниммо (Francis Nimmo) выдвинули предположение о том, что нагрев вызывается приливными силами. По мере того, как спутник движется по эллиптической орбите, притяжение гиганта-Сатурна действует на него неодинаковым образом, вызывая смещения в разломах его ледяной поверхности. Подробнее об этой гипотезе мы рассказывали в заметке «Лед плюс трение
Интересно, что без океана, облегчающего движение «плит» на поверхности Энцелада, вызванное приливными силами нагревание было бы недостаточным. И наоборот: помимо приливных сил вряд ли что-то могло бы нагревать спутник так, чтобы поддержать жидкое состояние океана. Единственная альтернатива — энергия, выделяемая радиоактивным распадом вещества в ядре — не способна, по мнению ученых, доставить нужное количество тепла.
Робертс и Ниммо показали распределение тепла, выделяемого под воздействием приливных сил. Оказалось, что на полюсах его намного больше — что может служить одной из причин полярных выбросов материи со спутника. Кроме того, выяснилось, что Энцелад в ходе этого процесса теряет намного больше энергии, чем ожидалось, и при таких темпах давно бы замерз. А замерзнув, и вовсе потерял бы энергию приливных сил.
Проведя точные расчеты, Робертс и Ниммо показали, что приливный механизм способен противостоять ледяному дыханию космоса не слишком долго — не больше 30 млн лет — и к настоящему времени океан застыл бы до самого ядра. Правда, ученые тут же выдвинули другую версию: если не сегодня, то раньше в течение этого срока нагревающие Энцелад силы могли быть намного более мощными — например, если он двигался по более вытянутой орбите.
Их коллеги предлагают и другие возможности, объясняющие столь долгую жизнь жидкого океана. Например, он может быть перенасыщен солями или аммиаком, значительно снижающими температуру замерзания. Да и сама по себе жидкость, двигаясь под притяжением Сатурна (как наши земные океаны испытывают приливы и отливы под действием Луны), может создавать дополнительное тепло. А возможно, все эти процессы действуют одновременно.
Напомним еще об одной интересной особенности Энцелада: этот крохотный спутник не позволяет нам в точности узнать, сколько длятся сутки на гигантском Сатурне. Читайте об этом в нашей заметке «Агенты тайного влияния».
По публикации Live Science