Астрономия

Льды на полюсе Энцелада тают благодаря его пористому ядру

Трехмерная модель Энцелада, показывающая нагретый океан между ядром и ледяной поверхностью спутника

NASA/JPL-Caltech

Приливное трение может генерировать достаточное количество тепла для того, чтобы поддерживать гидротермальную активность на спутнике Сатурна Энцеладе в течение миллиардов лет. Также это энерговыделение потенциально благоприятствует развитию жизни в подповерхностном океане. Статья с результатами работы ученых опубликована в журнале Nature Astronomy.

Энцелад — один из крупных спутников Сатурна, его диаметр составляет 500 километров. Снаружи он покрыт льдом, толщина которого составляет в среднем 20-25 километров. Подо льдом находится океан жидкой воды. На южном полюсе толщина ледяной корки падает всего до 1-5 километров, и из разломов в ней бьют гейзеры, выбрасывающие в космос воду и лед. Зонд Cassini исследовал состав этих выбросов. Оказалось, что вода из гейзеров содержит соли и частицы оксида кремния, из чего можно сделать вывод о контакте с горными породами при температуре свыше 90 °C.

Чтобы поддерживать такую активность, необходим источник тепловой энергии с мощностью более 20 гигаватт, что более чем в 100 раз выше, чем ожидаемое энерговыделение от распада радиоактивных элементов. «Источник энергии для поддержания активности Энцелада всегда был не до конца ясен, — говорит Гаэль Шобле из Нантского университета во Франции. — Мы тщательно рассмотрели влияние структуры и состава каменного ядра на генерацию необходимой энергии».

В новой работе ядро рассматривается как рыхлое, легко деформируемое, пористое каменное тело, в которое может проникать холодная вода из океана. Согласно результатам компьютерного моделирования, нагретая в ядре вода должна подниматься из нескольких источников на дне океана в районе полюсов. Авторам удалось рассчитать, что мощность выделяемого тепла составляет около 5 ГВт в одном источнике. Это объясняет как меньшую толщину льда в полярных регионах, так и содержание частиц оксида кремния, а также в целом незамерзание океана за миллионы лет.

Проверить эту идею и точнее узнать о возможном существовании жизни в океане Энцелада помогут будущие космические миссии, которые смогут измерить содержание органических соединений в выбросах. Также дополнительные данные должен предоставить проникающий в лед зонд. Подобную миссию к ледяным спутникам Юпитера разрабатывает Европейское космическое агентство, она называется JUICE (JUpiter ICy moons Explorer — «исследователь ледяных лун Юпитера»), ее запуск планируется на 2022 год.