Ученых не перестает притягивать Энцелад, один из спутников Сатурна и один из самых загадочных объектов Солнечной системы. Особенно их интересует океан воды, скрытый здесь под толстым слоем льда — и причины, по которым этот океан не застыл даже за многие миллионы лет.

Энцелад был открыт еще в конце 18 века. А в конце века 20-го было показано, что он обладает атмосферой, на 65% состоящей из водяного пара и на 20% из молекулярного водорода (а также содержащей азот, оксиды углерода, метан и следовые количества простых органических соединений — пропана, ацетилена и т. п.)
Спутник насчитывает не более 500 км в поперечнике (на рисунке его размеры показаны в сравнении с Великобританией)
Считается, что Энцелад имеет твердое ядро и ледяную оболочку, между которыми заключен океан воды. Но глубина этого океана неизвестна даже приблизительно — да и само его существование под вопросом
Снимок зонда Cassini показывает Энцелад с исходящими о его полюса потоками ледяных частиц и водяного пара, включающими следы органических соединений

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

http://www.popmech.ru/part/?articleid=2070&rubricid=3

». Такой же механизм, считается, «подогревает» и некоторые другие небольшие спутники — например, Ио и Европу, вращающиеся вокруг Юпитера.

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