Дожди и ледяные вулканы спутников Сатурна

Дожди и ледяные вулканы спутников Сатурна

К спутникам Сатурна Энцеладу и Титану у астрономов давно особое отношение. И тому немало причин. Дело в том, что, когда «Вояджеры» еще в начале 1980-х годов сделали первые фотографии Энцелада, ученые после их анализа стали предполагать, что на спутнике происходят активные геологические процессы.

Еще больше информации об Энцеладе, уже в нашем столетии, принесла ученым станция «Кассини». На многочисленных фотографиях спутника хорошо заметно, что его поверхность представлена равнинами, странными «морщинами», очень небольшим количеством кратеров, и, самое главное, практически вся она покрыта слоем чистого водяного льда. И именно из-за этого льда Энцелад весь белый, словно укутанный в снежную шубу. И по этой же причине он на 90 % отражает свет.

Энцелад. Фото со станции «Кассини»

Кроме этого Энцелад оказался «владельцем» довольно значительного слоя атмосферы, то есть он составил пару Титану – единственному до этого спутнику в Солнечной системе, тоже имеющему атмосферу. Состоит она на 65 % из водяного пара и на 20 % – из молекулярного водорода. Остальные же 15 % приходятся на углекислый газ, азот, моноокись углерода.

Когда 14 июля 2005 года «Кассини» прошла на высоте всего в 168 километров от поверхности спутника, ей удалось обнаружить еще и гейзеры Энцелада, которые представляли собой выбросы частиц льда и водяного пара из его южной полярной области. Их максимальные концентрации были отмечены над узкими параллельными трещинами, получившими название «тигровой шкуры».

Ученые предполагают, что эти выбросы постоянно подпитывают атмосферу Энцелада соответствующими соединениями. Ведь сам спутник, диаметр которого всего лишь 504 километра, вряд ли в состоянии удержать вокруг себя атмосферу достаточно продолжительное время.

Самый же главный сюрприз, который преподнес Энцелад астрономам, касался его недр: именно там, по мнению специалистов, находится углеводородный «суп», жидкая вода и источник тепла. А это как раз те главные составляющие, которые участвуют в возникновении простейших биологических структур.

В выбросах гейзеров были обнаружены самые разнообразные вещества: продукты разложения воды, азот, оксид углерода, метан, пропан, ацетилен и ряд других соединений. Ученые считают, что эти вещества образуются в результате химических реакций в высокотемпературной среде, которую создает кипящая вода, скрытая на глубине в несколько десятков километров. А в жидком состоянии она находится потому, что ее разогревают радиогенные процессы и приливные явления.

Но если внутри Энцелада есть азот, метан и жидкая вода, которая взаимодействует с горячими породами и металлами, а также имеются условия, благоприятные для синтеза ацетилена и пропана, то скорее всего там проходят многие химические реакции. И вполне вероятно, в ходе этих реакций образуются сложные органические соединения, возможно даже такие, как аминокислоты. А это – кирпичики белков, которые составляют основу жизни.

Что ж, гипотеза и впрямь увлекательная! А вот насколько она реальна – покажет будущее…

Не менее загадочен и другой спутник Сатурна – Титан, являющийся к тому же и самым большим спутником в окружении Сатурна. Его диаметр – более 5100 километров. Это лишь на 50 километров меньше, чем у самого большого спутника в Солнечной системе – Ганимеда.

Титан, как и Энцелад, окружен атмосферой, причем очень похожей на земную. Она, как и воздушная оболочка Земли, состоит в основном из азота; правда, вместо кислорода вторым по объему в ней является метан.

Как и на нашей планете, в небе Титана иногда собираются наполненные влагой облака. И тогда из них на поверхность спутника начинают сыпаться дождь и снег. Причем как предполагают исследователи, ливни на Титане очень интенсивные: за несколько часов там может выпасть до одного метра, а то и более осадков. А капли дождя достигают 1 сантиметра в диаметре. Но ливни на Титане – большая редкость. Поэтому климат там такой же, как в самых жарких пустынях Земли.

Однако говоря об огромном количестве выпадающей с ливнями влаги, следует учесть, что даже если в любой момент времени в какой-то точке Титана идет метановый дождь, тем не менее в этой же точке дожди, вероятнее всего, выпадают раз в несколько сотен лет. Но при этом сразу может выпасть слой влаги толщиной в несколько метров.

Но, естественно, то огромное количество влаги, которая появляется на поверхности Титана после проливных дождей, должно куда-то деваться. И ученые уже давно предполагают, что эта влага стекает в огромные реки и озера.

Действительно, еще в 1995 году на основе информации, полученной с помощью телескопа «Хаббл», а также других средств наблюдения, планетологи предположили, что на Титане существуют озера и реки, заполненные жидким метаном.

Но только в июле 2009 года был замечен солнечный блик от жидкой поверхности, что явилось прямым доказательством существования на Титане метановых озер.

До этого радар «Кассини» также зафиксировал вблизи полюсов очень ровную поверхность, которая принадлежала жидким метановым водоемам.

Радарные снимки метановых озер в южном полярном регионе были получены с «Кассини» в июне 2005 года, а в июле 2006 года были сфотографированы озера в северном арктическом регионе.

В марте 2007 года «Кассини» передал на Землю снимки нескольких гигантских озер, обнаруженных недалеко от Северного полюса. Крупнейшее из них достигает в длину 1000 километров. Его площадь сравнима с площадью Каспийского моря. Площадь же другого озера-гиганта равняется 100 000 квадратных километров. А вот таких пресноводных озер на Земле нет…

Трудно представить, что есть места, где из жерла вулкана вместо раскаленной магмы, черного дыма и пепла наружу вырываются клубы… кристалликов льда. Но оказывается, такое вполне возможно. Правда, не на Земле, а на далеком ледяном Титане.

У планетологов этот процесс носит название криовулканизма. А приставка «крио» как раз и указывает, что грозные криовулканы Титана извергают не расплавленную породу, а раскрошенный лед, холодные потоки воды, аммиак и метан.

Впрочем, о существовании на Титане подобного явления ученые догадывались давно. Но доказать это они не могли. И только благодаря космическому аппарату «Кассини», передавшему на Землю снимки поверхности спутника, астрономы получили веские доказательства в пользу существующей версии. На фотографиях хорошо заметна легкая дымка, которая висит над рельефом, похожим на застывшие потоки жидкости. Кроме того, аппарат установил наличие в этих районах снега из аммиака.

Наличием криовулканов прекрасно разрешается загадка присутствия большого количества метана в атмосфере спутника. Согласно расчетам, Титан вряд ли смог бы длительное время удержать столько этого газа в атмосфере, если бы у него не было постоянного дополнительного источника. И этим источником как раз и является криовулканизм.

Кстати, криовулканы обнаружены и на некоторых других небесных телах Солнечной системы. Впервые же это явление зафиксировал космический аппарат «Вояджер-2» на поверхности приполярных областей спутника Нептуна – Тритона.

Имеются криовулканы и на некоторых спутниках Урана, в частности на Умбриэле, Титании, Обероне и Ариэле. А на полюсе Умбриэли было обнаружено ярко-белое ледяное кольцо диаметром около 140 километров.