Энцелад — это один из внутренних спутников планеты-гиганта Сатурн в нашей Солнечной системе. Сам по себе спутник невелик по астрономическим масштабам: диаметр — 500 км (это что-то размером с Московскую область по большому счету). Такие небольшие объекты для космофизиков, астрономов и так далее менее интересны, потому что обычно они уже мертвые с геологической точки зрения, то есть это те глыбы, которые остались с периода формирования Солнечной системы. Первые исследования Энцелада были проведены во время пролета американских космических аппаратов «Вояджер» в 1980-х годах. И там было отмечено такое удивительное свойство, что Энцелад, ледяной спутник, покрытый льдом, оказался одним из самых ярких тел в Солнечной системе, а это говорит о том, что на поверхности лед — по-видимому, молодой лед в астрономическом смысле, 100–150 млн лет.

Но каких-то идей, как это объяснить, не было, и полагали, что попросту, наверное, не произошло запыления этого объекта космической пылью, астероиды не ударяли и так далее. Хотя уже тогда были снимки достаточно плохого качества во время пролета «Вояджера», но тем не менее было видно, что одна часть этого спутника покрыта кратерами, то есть что-то падало на него, а вторая часть, южная, относительно молодая. Система Сатурна очень интересна сама по себе, потому что, во-первых, это планета с кольцами, во-вторых, там порядка шестидесяти спутников, а один из спутников, Титан, размером где-то с нашу Луну, но это единственный спутник с плотной атмосферой. Причем атмосфера состоит из молекулярного азота, а это то, что было раньше на Земле, на ранней Земле, и поэтому интерес к этой системе всегда был, но лететь туда долго — это 10 астрономических единиц, в 10 раз дальше от Солнца, чем наша Земля.

Тем не менее где-то в 1990-х годах было принято решение послать миссию, то есть космический аппарат, опять же Американским космическим агентством. Она называлась «Кассини» в честь французского астронома, который открыл систему этих колец, эти деления и так далее. И в 1997 году эта миссия была запущена, стартовала, в 2004 году она достигла системы Сатурна, то есть это заняло 7 лет. Довольно сложный был аэродинамический маневр, то есть захват этого спутника, потому что скорость достаточно большая. В конце 2004 — начале 2005 года были получены первые измерения. Когда миссия запускается, есть программа, объектов много, в основном смотрели Титан и сам Сатурн — облеты и так далее, а что касается Энцелада, то были просто пролеты где-то на 1500 км от поверхности с целью просто провести фотосъемку, хорошо снять поверхность, чтобы определить геологическую историю на поверхности.

Рекомендуем по этой теме:
3355
Диссипация планетных атмосфер

И 15–16 марта 2005 года (я прекрасно помню это время, потому что как раз в марте я участвовал в этой миссии, то есть работал с коллегами, которые разрабатывали один из приборов и математическое обеспечение, — это были в основном американские ученые; одна из моделей, которая у нас в институте была создана как раз для оценки очень разреженной атмосферы ледяных спутников, использовалась для интерпретации) у меня был семинар в институте, где я рассказывал о том, какие могут быть атмосферы у ледяных спутников, то есть имелся в виду не только Энцелад. А накануне вечером пришло первое сообщение, пресс-релиз NASA о том, что неожиданно обнаружена атмосфера у этого объекта. Никто не ожидал. То есть она присутствует, очень разреженная. И когда я выступал на этом семинаре, то больше думал не о своем докладе, а все-таки почему это происходит. Причем произошло довольно случайное открытие: аппарат пролетал мимо Энцелада, они смотрели, фотографировали поверхность, большинство приборов в это время ради экономии энергии выключается, а работают только служебные, в частности магнитометры.

И измерения магнитометра неожиданно показали, что магнитное поле Сатурна возмущается, а рядом был только Энцелад, а оно может возмущаться только за счет того вещества, которое идет от спутника. Тут же все теоретики и экспериментаторы начали активно работать в этой области, тут же была переписана программа полетов космического аппарата «Кассини», сразу же появился интерес пролететь ближе к поверхности, потому что минимальное расстояние было раньше 1500 км, а аппарат на одной из траекторий спустился на высоту 100 км. Понятно, что атмосфера разреженная и нужно быть ближе к поверхности. Это далеко, это 1,5 млрд км, все зафиксировано, космический аппарат летает с огромной скоростью, то есть это потрясающая инженерная задача — так переформатировать пролет. А далее начались удивительные вещи. Во время одного из пролетов работали и спектрометры, и масс-спектрометры, и во время пролета над Южным полюсом этого тела, которое, казалось бы, совершенно неактивно никаким образом, были обнаружены гейзеры и выбросы паров воды и льдинок.

Следует заметить, что Энцелад расположен довольно близко к планете — это самое внешнее диффузное кольцо, так называемое геокольцо, состоящее из маленьких льдинок и паров воды. И до этой миссии было совершенно непонятно, откуда такое количество берется. И первые измерения, та удача, что этой миссии повезло, что они пролетели над Южным полюсом и зафиксировали выбросы гейзера. Казалось бы, тело маленькое, ничего там не происходит, выбросы паров воды идут, значит, что-то есть, где-то есть вода в жидком виде на этом объекте, на этом спутнике. При таких размерах это невозможно, это далеко, очень холодно — на поверхности где-то -200 °C, то есть это практически абсолютный холод. Но тем не менее эти измерения были проведены, программа была переписана, и несколько раз аппарат «Кассини» нырял к Южному полюсу, а Южный полюс имеет довольно интересную структуру: там четыре огромных параллельных расщелины — их тут же назвали тигровыми полосами (они в цветах очень похожи). И как раз выбросы идут из этих тигровых полос.

Рекомендуем по этой теме:
13316
Многообразие планет

Тут же были проведены фотосъемки этой области, и во время одного из низких пролетов был зафиксирован состав. Понятно, что очень много паров воды, но неожиданно там оказался и метан, и аммиак, некая довольно сложная органика даже (кажется, метанол) и так далее, а молекулярного водорода, по-моему, не обнаружили. Это говорит о том, что что-то там под поверхностью происходит и в принципе жидкая вода существует, но было совершенно непонятно, каков источник тепла, что греет. И о первой модели океана Энцелада говорили следующее: где-то под Южным полюсом существует небольшое озеро жидкой воды, далее идет слой льда порядка 30–40 км, эти расщелины, через расщелины происходит выброс. И когда стали смотреть все процессы, происходящие с этим спутником, оказалось, что у этого спутника не круговая орбита, а есть небольшая эллиптичность. Когда спутник вращается вокруг планеты, происходит его то сжатие, то, наоборот, растяжение, и это, полагали, один из возможных источников тепла.

Потом существует еще такое понятие, как либрация, когда спутник чуть-чуть дрожит, его качает. И когда это все очень аккуратно померили, то из-за эффекта либрации определили, что, по-видимому, жидкость там внутри есть, жидкий океан есть. Он не локальный, а, по-видимому, носит глобальный характер, то есть покрывает все ядро этого спутника — ядро достаточно простое, силикатное. На настоящее время 22 пролета этого спутника в этой миссии были реализованы, и следующие пролеты показали, когда все приборы включались, нашли такой удивительный факт, что источником диффузного кольца действительно является Энцелад, выбросы льдинок, но кроме льдинок выбрасывались и очень маленькие песчинки. В результате измерения всего приборного комплекса космического аппарата «Кассини» удалось обнаружить, что в этом кольце присутствуют песчинки речного песка, но они оказались микроскопических размеров и ограниченными по размеру — от 6 до 9 нм.

Тут же занялись работой геохимики. Понятно, что эти песчинки были выброшены гейзерами, и в лаборатории провели анализ, как образуются песчинки. Это силикаты (все мы знаем, что это такое), но именно такого размера, причем они не круглые, а небольшие продолговатые. И в лаборатории оказалось, что эти песчинки могут возникать только в очень ограниченном диапазоне температур, порядка 90 °C, то есть это почти кипящая вода, и для этого необходимы силикаты, вода и много соды как таковой. Этот результат показал, что океан не просто присутствует, но, оказывается, в нем есть горячие источники на поверхности силикатного ядра, там температура порядка 90 °C, и именно в то время, когда происходит этот прогрев, образуются эти песчинки. Последующие измерения показали, что океан очень соленый и сильно газированный, то есть соды много, такая шипучка, как у нас называют, и благодаря этой соде он и прорывается через расщелины Южного полюса. Теперь посмотрите: у нас есть горячие источники, у нас есть много воды, у нас есть богатое химическое разнообразие в этой области, и это практически все условия для возникновения жизни.

Рекомендуем по этой теме:
45520
Есть ли жизнь на других планетах?

Одна из теорий возникновения жизни на Земле говорит о том же, что жизнь могла возникнуть на дне океана, где есть те же термальные источники (они называются черными курильщиками — это когда из мантии выходит тепло и выделяются газы). На этом небольшом уникальном объекте есть подобие той системы, которая присутствует у нас на Земле. И сейчас и астробиологи, и астрофизики считают, что, наверное, это второе место в Солнечной системе, где могла возникнуть жизнь. Необходимо дальнейшее исследование этого уникального, неожиданно маленького объекта, в котором внутри есть океан, а в этом океане есть все условия для формирования жизни. И буквально последние данные показали, что где-то на уровне Южного полюса толщина льда не 30 км, а порядка 5 км, то есть жидкий океан уже достаточно близко к поверхности, и ученые и инженеры задумываются о следующих миссиях. Единственный минус — это очень далеко, это 1,5 млрд км, долго лететь, и нужно продумать уже новые миссии, которые будут ориентированы именно на поиск жизни, потому что среди тех приборов, которые были в миссии «Кассини», к сожалению, не было приборов, ориентирующихся именно на поиски жизни, то есть тех химических признаков жизни. Вот такой уникальный объект, который будет горячей точкой в исследованиях Солнечной системы все последующее время.