Разрушенные ледяные луны остывают слишком быстро, чтобы удерживать океаны

Фото из открытых источников

На орбите восьми основных планет насчитывается более 450 подтвержденных спутников, но лишь немногие из них представляют уникальную научную ценность, способную заинтересовать научное сообщество, в частности, их потенциальную роль в подземных океанах, существующих под ледяной корой, включая Европу и Ганимед Юпитера, а также Энцелад Сатурна. Но какие процессы ответственны за образование этих подземных океанов или, возможно, препятствуют их формированию?

Теперь международная группа ученых из НАСА, Юго-западного исследовательского института (SwRI) и Института науки Вейцмана в Израиле, возможно, приблизилась на шаг к решению этой загадки. В результатах исследования, недавно опубликованных в журнале Nature Astronomy, ученые использовали компьютерные модели для устранения давнего пробела в знаниях о том, как крупные столкновения влияют на формирование и эволюцию подповерхностных океанов на ледяных спутниках по всей Солнечной системе.

Исследователи сосредоточились на меньших спутниках Сатурна и Урана: на Сатурне находятся Энцелад, Титан и Диона, а также их потенциально активные подповерхностные океаны, в то время как на Уране — Титания, Оберон, Ариэль, Умбриэль и Миранда. До сих пор ведутся споры о том, имеют ли эти спутники Урана активные подповерхностные океаны или же это океаны, существовавшие долгое время и впоследствии замерзшие. Основная цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить, являются ли эти меньшие спутники, вращающиеся вокруг Сатурна и Урана, их первоначальными спутниками или же они образовались из обломков гигантского удара о более крупное тело.

В итоге исследователи обнаружили, что крупные столкновения не влияют на формирование новых океанических миров, а лишь на размер активного океана и продолжительность его жизни. Причина, по которой новые океанические миры не образуются в результате крупных столкновений, заключается в большом количестве льда и камней, причем последние опускаются на дно вскоре после того, как лед тает, превращаясь в воду. Эти опускающиеся камни препятствуют росту океана, в результате чего он замерзает.

«Представьте себе небольшой, замерзший спутник, который не делает ничего особенно интересного», — сказала соавтор исследования Алисса Роден из SwRI. «Если вы бросите в него что-нибудь и вызовете сильное столкновение, передаст ли это достаточно энергии, чтобы вызвать образование океана? Наши модели показали, что это на самом деле невероятно сложно. В большинстве случаев небольшой спутник, подвергшийся воздействию внешних факторов, может потерять свой океан или предотвратить его образование».

Жидкая вода — это главная причина процветания жизни на Земле, поскольку она является движущей силой клеточных функций, метаболизма и выживания живых организмов. Хотя вода составляет около 60 процентов тела взрослого человека, этот процент выше у многих форм жизни, включая медуз (около 95 процентов воды) и травянистые растения (около 90–95 процентов воды). Но у некоторых форм жизни процентное содержание воды ниже, в том числе у морских млекопитающих (50–60 процентов воды) и насекомых (50–75 процентов воды).

Хотя данная работа посвящена спутникам Сатурна и Урана, в частности Энцеладу и Дионе, в Солнечной системе разбросано несколько других потенциальных миров с океанами. К ним относятся Европа, Ганимед и Каллисто Юпитера, крупнейший спутник Сатурна Титан и его меньший спутник Мимас, карликовые планеты Плутон и Церера, а также Тритон Нептуна. Хотя существование или прошлое существование уранических спутников, обсуждаемых в этом исследовании, вызывает споры, единственная миссия, посетившая Уран, — это «Вояджер-2», совершивший свой знаменитый пролёт в январе 1986 года, и в настоящее время никаких миссий по посещению Урана в ближайшее время не планируется.

В противоположность этому, две миссии, одна действующая, а другая запланированная, в ближайшие несколько лет будут исследовать два океанических мира: это космические аппараты NASA Europa Clipper и Dragonfly. Europa Clipper в настоящее время движется к Европе, его прибытие к Юпитеру запланировано на апрель 2030 года, а его основная цель — определить потенциальную обитаемость Европы. Dragonfly — это квадрокоптер, основная задача которого — перемещаться по поверхности Титана в поисках химических признаков жизни или воды. Запуск запланирован на июль 2028 года, а предполагаемое время прибытия к Титану — 2034 год.