Ледяной Энцелад на снимках космического аппарата Кассини
С архивными данными поработал Кевин Гилл.
Присоединяйся к Вомбату
Сохраняй посты, комментируй и ставь оценки
или через
Хотите перенести свой аккаунт с Пикабу? Узнайте как
Уведомления
Вомбаттл
Сохраняй посты, комментируй и ставь оценки
С архивными данными поработал Кевин Гилл.
Большая часть Энцелада здесь освещена солнечным светом, отраженным от планеты Сатурн! В результате обычно белоснежный спутник окрашивается в золотистый цвет. Яркий тонкий полумесяц справа — единственная часть Энцелада , непосредственно освещенная Солнцем. На нижней левой части фото заметны шлейфы кристаллов льда, которые, как считается, образовались в глубинах подповерхностного океана.
На изображении запечатлен шестой по размеру спутник Сатурна — 504-километровый Энцелад. Цветной снимок был получен космическим аппаратом NASA "Кассини" 25 января 2009 года.
Одна сторона Энцелада освещена Солнцем, другая — отраженным от атмосферы Сатурна солнечным светом. На южном полюсе видны струи водяного пара, вырывающиеся из-под поверхности. 9 октября 2008 года "Кассини" пролетел сквозь струи и провел анализ выбрасываемого материала; полученные данные однозначно указали на наличие соленого подповерхностного океана.
Скрытый под ледяной корой соленый океан делает Энцелад одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни. Будущие исследования этого удивительного спутника могут стать ключом к пониманию того, насколько распространена жизнь во Вселенной.
Интересное по теме:
Опоздала маленько
235 лет назад, 28 августа 1789 года, английский астроном Фредерик Уильям Гершель открыл спутник Сатурна Энцелад, названный в честь гиганта Энкелада из древнегреческой мифологии.
Команда планетологов из Массачусетского технологического института, которую возглавил доктор Сигэру Вакита, моделируя сценарии формирования многокольцевых ударных кратеров Тайр и Калланиш на ледяной поверхности Европы, спутника Юпитера, пришла к выводу: толщина ледяной коры Европы, отделяющей подповерхностный океан от космической среды, составляет не менее 20 километров.
Из этого следует, что для получения ответа на вопрос, есть ли в океане Европы жизнь, нам придется очень много и долго бурить. Технологий для этого у человечества нет, как и нет соответствующего опыта и щедрого финансирования науки, так что ни сегодня, ни через двадцать лет, мы не сможем реализовать проект такого масштаба.
Пока же команда Вакиты предлагает осуществить не менее интересный проект по "проникновению в подповерхностный океан Энцелада", небольшого ледяного спутника Сатурна. Стоит отметить, что в отличие от океана Европы с океаном Энцелада у нас уже был прямой — хотя и незначительный — контакт за счет гейзерной активности. Это событие, произошедшее в рамках миссии NASA "Кассини", показало, что по составу подповерхностный океан Энцедала очень похож на Земной; он содержит все химические ингредиенты, необходимые для зарождения жизни.
Гейзерная активность Энцелада связана с разломами на южном полюсе спутника, и команда Вакиты предлагает отправить к краю одного из них посадочный модуль с гибкими (мягкими) роботами на борту, которые просто... упадут внутрь. Разломы имеют доступ к подповерхностному океану, а значит рано или поздно роботы окажутся в нем. Для организации такой миссии нужно решить как минимум две глобальные проблемы:
Найти способ качественно передавать данные из океана, находящегося под ледяной корой толщиной не менее километра (вероятно, посадочный модуль + спутник-ретранслятор решат вопрос);
Найти около миллиарда долларов для организации миссии.
Мефона имеет интересную вытянутую форму и достаточно гладкую поверхность. Средний диаметр спутника — всего 3 км.
Феба — самый массивный нерегулярный* спутник Сатурна. Её средний диаметр составляет около 213 км (132 мили), что делает её девятым по величине спутником планеты, но восьмым по массе. Несмотря на относительно небольшие размеры, Феба необычайно хорошо изучена, благодаря тому, что стала первой целью, которую посетил космический аппарат «Кассини» при прибытии в систему Сатурна в 2004 году. Траектория и время прибытия аппарата были тщательно спланированы таким образом, чтобы обеспечить максимально близкий пролёт мимо Фебы, что позволило получить детальные изображения и данные о её составе, структуре и геологии.
Феба вращается вокруг Сатурна на среднем расстоянии около 215 радиусов планеты, и её орбита является ретроградной — то есть она движется в направлении, противоположном вращению самой планеты. Полный оборот вокруг Сатурна спутник совершает примерно за 18 месяцев. Кроме того, Феба быстро вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот каждые девять часов и 16 минут. Температура её поверхности составляет в среднем 75 К (−198,2 °C), что делает её одной из самых холодных поверхностей в системе Сатурна.
Интересной особенностью системы Сатурна является так называемое Кольцо Фебы — одно из самых удалённых и крупных колец планеты. Оно наклонено на 27 градусов к экваториальной плоскости Сатурна и к другим кольцам, что указывает на его возможное происхождение от нерегулярных спутников, подобных самой Фебе. Это кольцо простирается минимум от 128 до 207 радиусов Сатурна и примерно в 40 раз толще диаметра планеты. Предполагается, что частицы, составляющие это кольцо, образовались в результате ударов микрометеоритов о поверхность Фебы, и, как следствие, они разделяют ретроградное движение спутника.
*Нерегулярный спутник — это тип естественного спутника, который отличается от регулярных спутников по ряду важных характеристик. В отличие от регулярных спутников, обращающихся вокруг планеты по почти круговым орбитам в плоскости её экватора и в том же направлении, что и вращение самой планеты, нерегулярные спутники имеют орбиты, которые, как правило, сильно вытянутые, наклонённые и часто ретроградные — то есть они движутся в направлении, противоположном вращению планеты. Эти особенности указывают на их иное происхождение по сравнению с регулярными спутниками.
Космический зонд запечатлел спутник с расстояния в 359 километров от его поверхности.
Во время пролета над Европой космический зонд получил снимки поверхности спутника с максимальным разрешением в один километр на пиксель, а также данные о экзосфере / внешней части верхней атмосферы спутника и его внутренней структуре.
Спутник Европа имеет крайне разрежённую атмосферу и, что интересно, состоящую в основном из кислорода. Поверхность состоит в основном из силикатных пород и водяного льда, а в центре спутника содержится железное ядро. Поверхность Европы является одной из самых гладких среди всех небесных тел в Солнечной системе.
На снимках мы можем рассмотреть спутник во всех деталях. В отличие от других естественных спутников планет, газовых гигантов, на поверхности Европы практически нет ударных кратеров. Учёные связывают это с тем, что вся поверхность Европы покрыта коркой из водяного льда. В то же время на поверхности спутника присутствует большое количество разнообразных трещин, гребней, впадин и ледяных образований, которые по своему внешнему виду напоминают горные хребты.
Учёные NASA предполагают, что под поверхностью Европы находится большой океан из жидкой воды, в котором могут присутствовать микроскопические формы жизни. Его глубина может составлять более 30 километров. Глубже находятся залежи твердых горных пород и само металлическое ядро спутника.
Вероятно, океан, находящийся под поверхностью спутника, не замерзает благодаря приливным силам и периодическим изменениям, которые вызывают деформацию спутника и, как следствие, происходит нагрев его недр.
Европа вращается вокруг Юпитера со скоростью 50 000 километров в час. Полный оборот вокруг Юпитера она совершает за 3,5 земных суток. Как и земная Луна, Европа повёрнута к Юпитеру всегда только одной стороной. Уровень радиоактивного излучения на Европе очень высокий, так как орбита спутника проходит через мощный радиационный пояс Юпитера. Дневная доза составляет около 540 бэр: это почти в миллион раз больше, чем на Земле.
Температура на поверхности Европы в среднем составляет около −160 °C на экваторе и −220 °C на полюсах. Такая холодная температура придаёт поверхностному льду высокую прочность. Впервые спутник был открыт Галилео Галилеем 8 января 1610 года. Название "Европа" было дано спутнику в честь дочери финикийского царя Тира из древнегреческой мифологии.
Перед вами ледяная поверхность 504-километрового спутника Сатурна Энцелада, запечатленная 28 октября 2015 года космическим аппаратом NASA "Кассини". В момент получения этой фотографии зонд находился всего в 48 километрах от "морщинистой" поверхности загадочного мира, обладающего потенциально обитаемым подповерхностным океаном.
В 2005 году, анализируя данные "Кассини", ученые установили, что гейзеры на южном полюсе Энцелада являются источником ледяных крупиц и газа, вырывающихся из недр сатурнианской луны со скоростью более 400 метров в секунду. Примечательно, что эти извержения непрерывны — снижается лишь их интенсивность. Из-за этого вокруг Энцелада сформировался огромный, но чрезвычайно разреженный ореол мелкой ледяной пыли, часть которой идет на поддержание существования E-кольца Сатурна.
Львиная же доля этих ледяных крупиц постепенно оседает на поверхность спутника, обеспечивая ее медленное, но непрерывное обновление. Благодаря этому Энцелад обладает самым высоким альбедо (отражательной способностью) среди всех тел в Солнечной системе, отражая от 90% до 99% падающего солнечного света.
Спектральный анализ выбрасываемого льда и газа позволил выявить в гейзерах Энцелада не только воду, но и молекулярный водород, диоксид углерода, сложные органические соединения и соли — все, что нужно для зарождения и поддержания жизни. Кроме того, это подтвердило гипотезу наличия разогретого каменного ядра, с которым океан активно взаимодействует. Следовательно, Энцелад не лишен внутренней энергии, без которой невозможно существование жизни.
Планетологи и астробиологи считают, что в океане Энцелада могут процветать хемосинтетические экосистемы, подобные земным сообществам у гидротермальных источников в глубинах Мирового океана.
Будущие миссии будут включать посадку на поверхность Энцелада и, вероятно, проникновение в его океан через разломы на южном полюсе, из которых бьют гейзеры.
Сегодня Энцелад — самое перспективное место для поиска внеземной жизни в пределах Солнечной системы.
Энцелад долго казался просто маленьким ледяным спутником Сатурна. Его диаметр — всего 504 километра, а средняя температура на поверхности, покрытой толстым слоем льда, составляет около −200 °C. На первый взгляд — совершенно непригодный для жизни мир вдали от Земли и Солнца.
Но затем космический аппарат NASA "Кассини", работавший в системе окольцованного гиганта с 2004 по 2017 год, увидел то, что полностью изменило отношение ученых к этому миру: из трещин возле южного полюса Энцелада бьют гейзеры, выбрасывающие в космос водяной пар и ледяные частицы. И самое интересное — эти гейзеры оказались связаны с глобальным подповерхностным океаном.
И вот тут начинается самое интересное.
"Кассини" несколько раз пролетал через эти выбросы, фактически беря пробы материала прямо на лету. И хотя набор его бортовых инструментов был достаточно скромным и не предназначался для прямого поиска жизни, он все же позволил выявить не только водяной пар и ледяные частицы, но и соли, сложную органику, углекислый газ, аммиак, молекулярный водород и метан.
Обнаружение водорода особенно важно, так как его присутствие указывает на химические реакции, связанные со взаимодействием воды с породами. А значит, океан Энцелада, скорее всего, контактирует с каменным ядром. На Земле похожие процессы питают сложные экосистемы возле гидротермальных источников — совершенно чуждые поверхности миры, куда не проникает солнечный свет.
Позже картина стала еще интереснее. В 2023 году новый анализ архивных данных "Кассини" показал, что в ледяных зернах, выброшенных Энцеладом, присутствуют фосфаты — соединения фосфора, одного из ключевых элементов земной жизни. Фосфор нужен для ДНК, РНК, АТФ и клеточных мембран. Поражает и то, что концентрация фосфора в океане Энцелада может быть как минимум в 100 раз выше, чем в земных океанах.
То есть Энцелад интересен не одним "подозрительным" веществом. Его статус потенциально обитаемого мира связан с целым набором условий. Там есть жидкая вода. Есть сложная органика. Есть соли. Есть фосфаты. Есть метан. Есть молекулярный водород. Есть вероятный контакт океана с породами. И есть источник энергии, без которого даже самая богатая химия остается просто химией.
В рамках своей деятельности я время от времени общаюсь с учеными из разных стран, и в ходе одной из таких дискуссий мы сошлись во мнении, что нас не так сильно удивило бы открытие жизни на Энцеладе, как ее отсутствие. Даже тот скромный набор данных, которым мы располагаем сегодня, буквально подталкивает к мысли, что на этой сатурнианской луне есть все для зарождения и поддержания жизни. Так что если Энцелад окажется стерильным, это будет не просто отрицательный результат, а настоящий научный шок.
Если Энцелад окажется безжизненным, это может означать, что список условий, необходимых для зарождения жизни, намного больше и сложнее, чем мы предполагаем, исходя из земного опыта. Возможно, одной воды, органики, фосфора, химической энергии и контакта океана с породами недостаточно. И тогда отсутствие жизни на Энцеладе станет не менее важным открытием, чем ее обнаружение: оно покажет, что между "пригодной средой" и живой биосферой может лежать куда более глубокая пропасть, чем нам кажется сейчас.
Энцелад, маленький ледяной спутник Сатурна, рассматривается учеными как ключ к одному из величайших вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной?
Но почему именно этот крошечный мир со средним диаметром в 504 километра может стать местом, где мы впервые обнаружим внеземную жизнь?
История началась в 2005 году, когда космический аппарат NASA "Кассини", проработавший в системе Сатурна с 30 июня 2004 года по 15 сентября 2017 года, заметил нечто удивительное — из южного полюса Энцелада вырывались гигантские струи водяного пара и ледяных частиц. Это событие перевернуло наше представление о малых ледяных телах Солнечной системы, которые ранее считались геологически мертвыми.
12 марта 2008 года произошло еще более удивительное событие — "Кассини" совершил невероятно смелый маневр, пролетев сквозь один из этих водяных шлейфов, чтобы поймать несколько кристаллов льда. Анализ данных показал:
Все эти открытия подтвердили существование под ледяной корой Энцелада глобального океана жидкой воды глубиной до 10 километров. Но почему обнаружение жизни именно здесь стало бы настоящей научной революцией?
Ответ кроется в невероятном расстоянии. Энцелад удален примерно на 1,4 миллиарда километров от Земли. Если мы обнаружим там жизнь, которая однозначно возникла независимо от земной, это будет означать, что в одной только нашей Солнечной системе жизнь зародилась минимум дважды.
А если такое произошло в пределах одной планетной системы, то какова вероятность, что среди миллиардов звезд в нашей Галактике жизнь — это очень редкое, уникальное явление? Практически нулевая. Обнаружение даже простейших микроорганизмов на Энцеладе будет означать, что наша Вселенная, скорее всего, кишит жизнью.
Особенность Энцелада также в том, что его гейзеры буквально выбрасывают образцы подледного океана в космос. Нам не нужно бурить километры льда, чтобы добраться до воды — достаточно отправить новый космический аппарат, оснащенный самыми продвинутыми инструментами, который будет пролетать сквозь шлейфы, собирать образцы и осуществлять беспрецедентный анализ прямо на месте. Гейзерная активность делает Энцелад гораздо более доступным для исследований, чем другие миры с подповерхностными океанами, такие как Европа и Ганимед (спутники Юпитера).
Учитывая ограниченное количество энергии и питательных веществ в океане этого маленького спутника, ученые предполагают, что если жизнь там и существует, то она, вероятно, представлена простейшими микроорганизмами. Но даже такое открытие полностью перевернет наше понимание распространенности жизни во Вселенной.
Миссия NASA Europa Clipper, запущенная 14 октября 2024 года, хоть и направляется к юпитерианской Европе, она даст нам бесценный практический опыт дистанционного исследования подледных океанов. Ученые надеются, что в обозримом будущем получит финансирование миссия NASA Enceladus Life Finder, целью которой будет сбор гейзерных образцов и их изучение. Enceladus Life Finder — наша возможность получить ответ на один из самых волнующих вопросов: одиноки ли мы во Вселенной?
На этом завораживающем снимке видны струи водяного пара и ледяных частиц, вырывающиеся из южного полюса сатурнианского 504-километрового спутника Энцелада.
Источником выбросов является система разломов, известная как "тигровые полосы". Через эти трещины в ледяной коре выбрасываются струи водяного пара, льда и органических соединений. Потоки образуют огромные шлейфы, вздымающиеся на сотни километров над поверхностью спутника.
Именно благодаря этим выбросам ученые получили уникальную возможность исследовать "внутренности" Энцелада без бурения. Пролетая сквозь шлейфы, инструменты космического аппарата NASA "Кассини" обнаружили воду, соли, органические соединения, молекулярный водород и другие вещества, указывающие на сложную химию подледного океана и возможную гидротермальную активность на его дне.
Сегодня Энцелад считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Неудивительно, что ESA и Китайское национальное космическое управление (CNSA) независимо друг от друга прорабатывают концепции будущих миссий с посадкой на поверхность этого загадочного спутника окольцованного гиганта.
Фотография была получена "Кассини" 27 ноября 2005 года с расстояния около 144 000 километров.
Международная команда ученых сделала важнейшее открытие при анализе архивных данных миссии NASA "Кассини", в рамках которой с 30 июня 2004 года до 15 сентября 2017 года изучалась система Сатурна: в ледяных частицах, выбрасываемых гейзерами 504-километрового спутника Энцелада, обнаружены фосфаты натрия — соединения, критически важные для возникновения жизни. Это первое подтверждение наличия соединений фосфора в океанах за пределами Земли.
Фосфор является одним из фундаментальных элементов жизни на Земле, входя в состав ДНК, клеточных мембран и участвуя в энергетическом обмене всех живых организмов. Обнаружение фосфатов в океане Энцелада существенно повышает оценку потенциальной обитаемости этого спутника Сатурна.
Открытие стало возможным благодаря данным, собранным анализатором космической пыли, который был установлен на борту космического аппарата "Кассини". Анализатор улавливал и исследовал ледяные частицы, выбрасываемые из подповерхностного океана Энцелада во время гейзерной активности на его южном полюсе. Чтобы получить доступ к исходному материалу, "Кассини" пришлось несколько раз пролететь сквозь струи водяного пара и захватить крупицы льда, несущие бесценную информацию о подповерхностном океане.
Анализ показал, что концентрация фосфатов в океане Энцелада минимум в 100 раз превышает содержание аналогичных соединений в земных океанах. Этот факт оказался неожиданным даже для ученых, которые ранее предполагали наличие фосфора в океане спутника (но точно не в таких значительных количествах).
Новое компьютерное моделирование указывает на вероятность обнаружения высоких концентраций фосфатов в подповерхностных океанах других спутников газовых гигантов – Европы и Ганимеда (спутники Юпитера), Мимаса и Дионы (спутники Сатурна). Это предположение можно будет проверить благодаря будущим космическим миссиям.
К системе Юпитера уже направляются зонды ESA JUICE и NASA Europa Clipper, которые достигнут цели в 2031 и 2030 годах соответственно. Основными объектами исследования JUICE станут три крупнейших спутника газового гиганта: Ганимед, Европа и Каллисто. А вот Europa Clipper сосредоточит все внимание на Европе. Обе миссии соберут данные о поверхности этих ледяных миров, их внутренней структуре и активности, что поможет лучше понять условия в их подповерхностных океанах и оценить их потенциальную обитаемость.
Обнаружение высоких концентраций фосфатов в океане Энцелада – важный шаг в понимании распространенности условий, необходимых для возникновения жизни. Если подобные концентрации характерны для подледных океанов других спутников, это может указывать на более широкое распространение базовых компонентов жизни в Солнечной системе, чем предполагалось ранее.
Модуль Resilience отправился в космос на ракете-носителе Falcon 9 еще в январе текущего года. Он летел к естественному спутнику Земли почти четыре месяца — такая траектория выбрана в целях экономии топлива. Японский аппарат должен сесть в районе Моря Холода 5 июня.
Комментарии