Во-первых, непонятно, почему она сохранилась у спутника, потому что практически все остальные спутники, включая нашу Луну, — безатмосферные тела. Им не хватает гравитации, чтобы поддержать атмосферу. А здесь спутник, у которого плотная атмосфера, которая состоит из интересных газов — молекулярного азота и метана. И тут сразу же возникла аналогия с нашей планетой, на которой тоже азотная атмосфера плюс кислород и так далее. Аналогия не просто с Землей, а с ранней Землей. Для нас, астрономов и астрофизиков, основной интерес все-таки представляет вопрос, как возникла наша планета, как возникла атмосфера и как возникла жизнь, естественно. И поэтому Титан назывался в литературе «холодная ранняя Земля».
По размерам это достаточно большой спутник, второй по размерам в Солнечной системе после Ганимеда, спутника Юпитера. Он больше Луны, больше планеты Меркурий. Но он расположен очень далеко от Солнца. Система Сатурна находится в 10 астрономических единицах, полутора миллиардах километров от Солнца. Это расстояние, которое нам физически ощутить очень сложно. Солнечного света туда доходит в 100 раз меньше, чем на Землю. И, естественно, это тело очень холодное. Ученые предполагали, что, когда наша планета формировалась, были горячие и холодные этапы эволюции. И, видимо, Титан по своему составу, по своей атмосфере в какой-то мере способен нам рассказать и показать это. В исследованиях мы можем увидеть то, что было на нашей планете достаточно давно. А это нам очень важно. Мы должны все-таки разобраться, как возникла жизнь и как эволюционировала наша планета.
Сейчас в системе Сатурна уже 12-й год работает космическая миссия «Кассини». И одной из целей этой космической станции было исследование Титана. Исследование показало, что есть достаточно плотная атмосфера, но поверхность скрыта фотохимической дымкой. Мы видели в телескопы и на других космических станциях, которые пролетали через систему Сатурна, что весь спутник окутан дымкой, и мы не видели поверхности, не представляли, что там. Строились разные гипотезы и теории. На станции был посадочный модуль «Гюйгенс» Европейского космического агентства, который был десантирован на поверхность. Мы впервые получили ее фотографии и были очень сильно удивлены полученными результатами.
Что мы узнали за время работы станции «Кассини»? Очень много. Было более 130 близких пролетов этого спутника. Он расположен достаточно далеко от планеты — на расстоянии 20 радиусов планеты, и это достаточно сложная динамическая задача — организовать пролеты станции. Но она была решена достаточно успешно, и на разных высотах эти пролеты были осуществлены. И тем большим комплексом приборов, которые установлены на этой станции, было получено много совершенно неожиданных и иногда потрясающих данных об этом спутнике.
Во-первых, оказалось, что поверхность спутника очень похожа на поверхность Земли: там есть моря и озера, есть горы и равнины, есть дюны и пустынные области — то, что мы никогда не видели, а увидеть в ближайшее время нам будет трудно, потому что в ближайшие десятилетия миссии к Сатурну не будет. Во-вторых, это то единственное тело в Солнечной системе, которое похоже на нашу Землю. Есть жидкости на поверхности этого объекта, которые формируют большие озера и моря, но прежде всего оказалось, что это совершенно другие жидкости: там жидкий метан (это природный газ, который мы на кухне зажигаем) и другие, более сложные углеводороды, пропан — опять же то, что мы используем в быту. Есть дожди, есть облачные системы, есть конденсация, есть испарение метана. И это единственная система, кроме Земли, где есть круговорот этого газа, который существует на этом спутнике и в газообразном состоянии, и в жидком, и в твердом, то есть ледяном.
Ландшафт оказался очень удивительным: есть каньоны, есть русла рек, но все это расположено по-другому, чем на нашей планете. Большинство морей и озер расположено в полярных областях. Экваториальные области больше похожи на наши пустыни: там есть огромные дюны, но не из того песка, который у нас на Земле, а из твердых углеводородов, так называемых толинов — это продукты фотосинтеза метана, молекулярного азота и других углеводородов. Быть может, наиболее прямой аналог — сажа, когда у нас что-то сгорает. Это очень длинные дюны темного цвета, порядка 200 километров, достаточно высокие, до 100–200 метров. Наличие дюн говорит о том, что на этой планете есть климат. Есть система ветров, которые какое-то время работают в одном направлении, затем в другом, формируются гребни дюн и так далее.
И все это удалось, даже основные результаты различных форм на поверхности Титана были получены за счет спускаемого аппарата «Гюйгенс». Но он проработал на поверхности всего 40 минут, потому что там очень холодно, большая плотность и тех батарей, которые на этом аппарате были, оказалось недостаточно на более долгий срок. А потом во время пролетов работали разные инструменты, различные спектрометры и радар, установленный на этой космической станции. И он помог нам обнаружить всю неоднородность рельефа на поверхности Титана и, более того, провести измерения атмосферы (я, как астрофизик, занимающийся планетными атмосферами, наиболее чувствителен к измерениям атмосферы). Здесь тоже получен целый ряд очень интересных новых результатов. В частности, мы наконец разобрались, как образуется эта фотохимическая дымка, из-за которой мы не видим даже при помощи космических телескопов, что же там происходит на поверхности этого тела. Во-вторых, мы знаем, как реализуется обмен веществом с атмосферой Титана и всей магнитосферой Сатурна.
Сатурн — это планета с относительно сильным магнитным полем. Существует коротационная плазма, которая воздействует на атмосферу, что приводит к потери атмосферы. У спутника формируется горячая корона, и посредством этой горячей короны идет потеря атмосферы. «Кассини» — это первый случай, когда мы непосредственно измерили параметры атмосферы в горячей короне и показали, какая структура атмосферы планет и спутников существует. Те измерения, которые были сделаны, подтвердили наши теоретические предсказания. Реальная ситуация гораздо сложнее, и это теперь будет полем работы астрофизиков и специалистов, занимающихся Солнечной системой, на многие годы вперед. Но тем не менее это одни из важнейших данных об этом спутнике.
И исследование атмосферы, особенно нижних слоев, показало, что в атмосфере за счет воздействия солнечного излучения, космических лучей и, в частности, плазмы от Сатурна происходит очень богатая химия. То есть производятся довольно сложные молекулы, которые можно отнести даже к предбиологическому типу. И, в принципе, даже в такой удаленной и холодной системе возможен синтез достаточно сложной органики. И это один из первых шагов к формированию и пониманию условий, как возникала жизнь у нас на планете и как она может возникнуть на других объектах Солнечной системы. Титан оказался непростым спутником, внутреннее строение удалось исследовать. И, по-видимому, у этого спутника тоже есть океан из очень соленой воды. Но этот объект уже довольно сильно остыл, и, по-видимому, на поверхности существует очень плотный и глубокий слой льда. Но тем не менее Титан можем отнести к объектам Солнечной системы с океанами воды.
Что там, внутри океана? Силикатное ядро? Сейчас очень сложно сказать, но этот объект, этот спутник Сатурна очень важен для исследования, для углубления, для понимания всех процессов формирования жизни в Солнечной системе — как у нас на Земле, где мы знаем эту форму жизни, так и на поверхности либо где-то в океане Титана. И эти исследования будут продолжаться много-много лет.
