Энцелад

Общая информация

Интересные факты о Энцеладе

• Энцелад назван в честь гиганта Энкелада из древнегреческой мифологии. Это название (в числе имён первых семи открытых спутников Сатурна) предложил сын его первооткрывателя — Джон Гершель — в публикации от 1847 года «Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды». Он выбрал эти названия по той причине, что Сатурн, известный в древнегреческой мифологии как Кронос, был предводителем гигантов.
• Деталям рельефа Энцелада дают имена, взятые из сборника рассказов «Тысяча и одна ночь». Кратеры называют в честь его персонажей, а другие структуры — борозды (fossae), гряды (dorsa), равнины (planitiae) и рытвины (sulci) — в честь упомянутых там географических объектов.
• Хотя ледяной спутник должен быть необычно холодным для существования на нем воды в жидком виде, присутствие аммиака в материале Энцелада может действовать в качестве антифриза. «Кассини» обнаружил множество других сложных химических соединений и органических веществ в парообразных струях, которые сделали спутник яркой мишенью в Солнечной системе в поиске жизни.
• Гравитационные силы открывают и закрывают разломы на планете. Это происходит потому, что Энцелад во время своего 1,37 дневного путешествия на орбите то приближается, то отдаляется от Сатурна.
• Поскольку спутник не очень массивный и воздействие гравитационных сил Сатурна на него наименьшее, ученые были удивлены, обнаружив, что он имеет атмосферу, которая преобладает на его более теплом южном полюсе.
• Хотя спутник маленький, он светит достаточно ярко. Его ледяная поверхность отражает более 90 процентов солнечного света, который падает на него, что делает его одним из самых ярких объектов в Солнечной системе.
• Дальнейшие наблюдения «Кассини» показали трещины на поверхности, известные как «тигровые полосы», которые периодически выбрасывают материал в космос. Хотя некоторые из ледяных вулканов поддерживают существование атмосферы на спутнике, большая ее часть выбрасывается в космос. Ледяные выбросы способствуют наполнению массивного кольца E Сатурна, крупнейшего планетарного кольца в Солнечной системе, охватывающего более 600 000 миль (около миллиона километров). В отличие от других колец, кольцо E состоит из крошечных частиц, а не больших кусков пород.
• Энцелад имеет по крайней мере пять различных типов местности на своей поверхности. Кратеры наполняют ландшафт, достигая размеров не более 22 миль (35 км) в поперечнике. Другие регионы являются гладкими и не имеют признаков воздействия. Равнины, трещины и разломы в земной коре также наполняют эту поверхность.
• Атмосфера Энцелада очень разреженная, но по сравнению с атмосферами других небольших спутников Сатурна — довольно плотная. В ней 91 % составляет водяной пар, 4 % — азот, 3,2 % — углекислый газ, 1,7 % — метан. Гравитации этого маленького спутника не хватает для удержания атмосферы, следовательно, есть постоянный источник её пополнения. Таким источником могут быть мощные гейзеры или криовулканы.
• Переданные «Кассини» в 2005 году снимки гейзеров, бьющих из «тигровых полос» на высоту 250 км, дали повод говорить о возможном наличии под ледяной корой Энцелада полноценного океана жидкой воды. Однако сами по себе гейзеры не являются доказательством наличия жидкой воды, а указывают в первую очередь на наличие тектонических сил, приводящих к смещению льда и образованию в результате трения выбросов жидкой воды.
• В будущих экспедициях предполагается провести спектрографические исследования гейзеров, чтобы получить подробную информацию о составе воды. Не исключен анализ in-situ и даже использование погружаемого аппарата без предварительного бурения ледяной коры, если подтвердятся расчеты Института исследования космоса в Боулдере (США), согласно которым вода, поступающая из подповерхностного океана, несмотря на недельный цикл подъёма на 30-40 км, сохраняет достаточно тепла, чтобы в точке разлома не давать замерзнуть трещинам метровой ширины.
• 4 апреля 2014 года в журнале Science были опубликованы результаты исследований международной группы, согласно которым на Энцеладе существует подповерхностный океан. В основу этого вывода легли исследования гравитационного поля спутника, сделанные во время трех близких (менее 500 км над поверхностью) пролетов «Кассини» над Энцеладом в 2010—2012 годах. Полученные данные позволили ученым достаточно уверенно утверждать, что под южным полюсом спутника залегает океан минеральной жидкости. Температура его верхних слоев может составлять около -45 °С и с ростом глубины достигать 0…+1 °С, что сравнимо с температурой земных арктических и антарктических вод. Размер водной массы сопоставим с североамериканским озером Верхним, площадь составляет около 80 тыс. км (10 % от площади Энцелада); океан лежит на глубине 30-40 км, простирается вплоть до 50-х градусов южной широты (примерно до середины расстояния до экватора) и имеет глубину залегания 8-10 км. Дно, предположительно, каменное, состоящее из соединений кремния. Неясным остается наличие воды на северном полюсе Энцелада. Наличие же воды на южном полюсе объясняется особенностями приливного разогрева спутника гравитационным воздействием Сатурна, которое обеспечивает существование воды в жидком виде, даже несмотря на то, что средняя температура поверхности Энцелада составляет около +180 °С.
• Органические соединения, обнаруженные «Кассини» в солёных гейзерах спутника в 2005 году, подтверждение существования океана жидкой воды достаточно неглубокого залегания, сопоставимого с Марианской впадиной, и наличие скалистой сердцевины из силикатов в совокупности делают Энцелад одним из самых привлекательных мест с Солнечной системе для поиска микробной жизни. Аппаратура «Кассини» не позволит выяснить, есть ли в океане Энцелада сложная органика и, тем более, жизнь. Однако до завершения своей миссии в сентябре 2017 года «Кассини» совершит ещё три сближения со спутником (14 октября 2015 года — 1839 км, 28 октября 2015 года-49 км, 19 декабря 2015 - 4999 км), в ходе которых аппарат получит снимки северного полюса в высоком разрешении, а также проведет измерения теплового потока, исходящего от южного полюса.
• Энцелад по своим физическим характеристикам похож на другой спутник Сатурна Титан.

Исследование Энцелада межпланетными станциями

12 ноября 1980 «Вояджер-1» стал первым аппаратом, пролетевшим мимо Энцелада. Так как расстояние между ним и спутником было довольно большое — 202 000 километров — изображения получились с очень плохим разрешением. Но на них заметна высокая отражательная способность поверхности и отсутствие на ней крупных кратеров, что указывает на её молодой возраст и на существование современной или недавней геологической активности. Кроме того, «Вояджер-1» подтвердил, что Энцелад расположен в плотной части диффузного Е-кольца Сатурна. Учитывая отсутствие кратеров на поверхности, значительное количество материала, которое необходимо для перекрытия этих деталей рельефа, и незначительную гравитацию спутника, учёные предположили, что Е-кольцо может состоять из частиц, выбрасываемых с поверхности Энцелада. 26 августа 1981 года «Вояджер-2» прошёл гораздо ближе к Энцеладу, чем предыдущий корабль (в 87 010 километрах), что позволило сделать более качественные фотографии. На них видно, что некоторые участки поверхности спутника кратерированы намного сильнее других, что указывает на их намного больший возраст. Например, в северном полушарии на средних и высоких широтах кратеров намного больше, чем на низких. Такая неоднородная поверхность контрастирует с однородной сильно кратерированной поверхностью Мимаса — немного меньшего спутника Сатурна. Молодость поверхности Энцелада стала неожиданностью для научного сообщества, потому что ни одна теория в то время не могла предсказать, что такое небольшое (и холодное по сравнению с высокоактивным спутником Юпитера Ио) небесное тело может быть таким активным. Однако «Вояджеру-2» не удалось выяснить, активен ли Энцелад сейчас и служит ли он источником частиц кольца Е. 1 июля 2004 года на орбиту Сатурна вышла автоматическая межпланетная станция «Кассини». Исходя из результатов «Вояджера-2», Энцелад рассматривался как приоритетная цель, и потому было запланировано несколько сближений с ним на расстояние до 1500 километров, а также множество наблюдений с расстояния до 100 000 километров (список приводится в таблице). «Кассини» обнаружил, в частности, выбросы водяного пара и сложных углеводородов из южной полярной области. Это дало основания для предположений о наличии жизни в подлёдных слоях Энцелада. В 2007 году группа учёных разработала математическую модель ледяных гейзеров, выбрасывающих на высоту сотен километров водяной пар и частицы пыли. Модель предполагает наличие жидкой воды под поверхностью спутника. 14 марта 2008 года «Кассини», во время тесного сближения с Энцеладом, собрал данные о его водяных выбросах, а также прислал на Землю новые снимки этого небесного тела. 9 октября 2008 года, пролетая сквозь струи выбросов гейзеров Энцелада, «Кассини» собрал данные, указывающие на наличие жидкого океана под ледяной коркой. В июле 2009 года от «Кассини» получены и опубликованы детализированные данные химического состава этих выбросов, подтверждающие версию о жидком океане как их источнике. В начале марта 2011 года учёные установили, что тепловая мощность Энцелада значительно выше, чем считалось до этого. В июне 2011 года группа учёных из Университета Гейдельберга (Германия) обнаружила, что под застывшей корой Энцелада находится океан и пришла к выводу, что вода в подземном океане спутника — солёная. В 2013 году астроном Мэтт Хедман с коллегами из Корнелльского университета проанализировали 252 снимка «Кассини», где были запечатлены гейзеры Энцелада между 2005 и 2012 годами, и сумели показать связь между приливной силой и активностью Энцелада. На снимках обнаружилось, что при движении Энцелада от апоцентра к перицентру яркость струй падает на три порядка. Кроме того, ученые отметили, что интенсивность выбросов в промежутке между 2005 и 2009 годом уменьшилась в два раза. Данные, полученные в результате анализа, вполне соответствуют геофизическим расчетам, указывающим на то, что трещины в ледяной поверхности спутника во время его максимального удаления от планеты должны испытывать максимальное напряжение и, вероятно, расширяться. Открытия «Кассини» уже стимулировали разработку проектов исследования Энцелада следующими миссиями. NASA и ESA готовят совместный проект по изучению лун Сатурна — Titan Saturn System Mission (TSSM), где, в числе прочего, будет изучаться и Энцелад. Предполагаемая в 2030-х гг. миссия должна будет пролететь сквозь выбросы криовулканов и не предусматривает спускаемых аппаратов.