Энцелад — спутник Сатурна

Энцелад — спутник Сатурна. Следы возможной жизни

Энцелад – один из самых маленьких спутников Сатурна, имеющих правильную шарообразную форму. Но он крупнейший в ряду внутренних спутников, а удалённость его от планеты составляет 237 000 км (180 000 км от верхней границы облаков). Облёт вокруг Сатурна совершается за 33 часа. Подобно нашей Луне, Энцелад обращён к своей планете всегда одной стороной, но не проявляет либрации. Либрация — раскачивание вокруг своей оси .

Размеры этого космического объекта невелики. Средний радиус его составляет всего 0,04 от земного, а масса, в сравнении с земной, имеет величину 1,8х10-5. Средняя плотность планеты 1,6 г/см3. Чтобы оторваться от поверхности Энцелада, достаточно скорости реактивного самолёта – 860 км/ч.

Оказалось, что почти весь падающий на поверхность Энцелада свет Солнца отражается от неё. Орбита его проложена в самой плотной части сатурнианского кольца «Е». Скорее всего, именно спутнику и обязано это кольцо своим происхождением.

Здесь вряд ли можно согреться, ведь средняя температура поверхности –198°С. Но состав атмосферы не столь агрессивен:

• Водяной пар – 91%;
• Азот – 4%;
• Углекислый газ– 3,2%;
• Метан – 1,7%.

Гравитации этого маленького спутника не хватает для удержания атмосферы, следовательно, есть постоянный источник её пополнения. Таким источником могут служить мощные криовулканы или гейзеры .

Слишком маленький чайник

Фото © NASA

Пока астрономы видели Энцелад только в телескопы, с ним всё было ясно и понятно. В 1981 году “Вояджер-2” принёс первую конкретную информацию — и немедленно всё запутал. Небольшое тело почему-то оказалось геологически активным: на нём нашли совсем немного следов кратеров. Активность была не вполне понятна, потому что Энцелад очень-очень мал и, по идее, его недра должны были давно остыть. К тому же поверхность состояла из яркого и чистого водного льда — она вообще оказалась самой яркой среди всех известных в природе планет и спутников. Энцелад отражает 99 процентов падающего на него света — лучше, чем чистый снег на Земле. Он должен был давно потемнеть, как лёд большинства других тел системы, ведь на нём со временем скапливается пыль.

“Кассини” подошёл к Энцеладу ещё ближе, чем “Вояджер-2”, к тому же он обладает радиогравиметром. Выяснилось, что близ южного полюса тела лежит океан глубиной не менее 10 километров. А оттуда бьют гейзеры высотой до 250 километров!

Как стало известно 14 апреля 2017 года, пройдя через их верхнюю часть, космический аппарат зарегистрировал следы не только водяного пара, но и водорода, углекислого газа и аммиака. Этого “добра” из гейзеров вылетело уже столько, что всё внешнее кольцо Сатурна (кольцо Е) образовано именно гейзерами его спутника!В этих гейзерах “Кассини” нашёл газы, указывающие на возможность существования жизни на крохотном спутнике Сатурна. Фото © Wikimedia Commons

Что ещё более важно, на Земле давно известны одноклеточные метаногены, потребляющие водород и углекислый газ и делающие из него метан и воду. Это очень распространённые по всей нашей планете организмы: они могут жить даже в десятке километров под морским дном. Как теперь стало ясно, водород с углекислым газом вырываются из гидротермальных источников Энцелада в довольно больших количествах. Это известие породило у ряда учёных вполне определённые ожидания — найти на этом маленьком спутнике Сатурна жизнь.

Открытие это шокирующее не только из-за перспективы встретить простейших инопланетян. Сам жидкий океан Энцелада и гидротермальные источники на его дне создают загадку, на вид неразрешимую. Представьте, что вы идёте по тундре и вдруг встретили очень маленький чайник, из которого со свистом вырывается пар. Его настолько много, а кипит чайник так давно, что над всей этой местностью уже стоит туман. Причём он заполонил огромное пространство: сатурнианское кольцо Е в диаметре почти миллион километров, а ширина его — до 300 000 километров. Если чайнику 4,5 миллиарда лет — как, например, Земле, Луне или Марсу, — то он может всё ещё кипеть, только если он очень большой и очень горячий. Луна или Марс, скажем, меньше Земли и уже давно не кипят. Энцелад в 55 000 раз легче нашей планеты. Откуда на нём незамерзающие подлёдные океаны с солью?

Материалы по теме

Живой Плутон

Более того, молекулярный водород и углекислый газ критически важны для метаногенеза — биосинтеза метана микроорганизмами. На Земле подобные процессы поддерживают экосистемы анаэробных архей — примитивных микробов, получающих энергию без кислорода и света. Они обитают в глубинах океанов, болотах и кишечнике жвачных животных. Более 20 процентов метана на Земле — результат деятельности подобных организмов. Все имеющиеся об Энцеладе сведения пока указывают на то, что в недрах спутника Сатурна хорошие условия для жизни метаногенов-экстремофилов.

Для возникновения и существования жизни земного типа, как сообщает НАСА, требуется три главных компонента: жидкая вода, источник энергии для обмена веществ и ряд химических элементов (в первую очередь углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера). В ходе миссии Cassini стало достоверно известно, что недры Энцелада содержат все эти компоненты. Исключение составляют только фосфор и сера — эти элементы не обнаружила станция, однако ученые не сомневаются, что они присутствуют внутри спутника, поскольку каменное ядро ​​Энцелада по химическому составу должно напоминать метеориты.

У Энцелада самые высокие из известных в Солнечной системе крупных небесных тел альбедо — примерно 80 процентов солнечного света отражается от его поверхности. Это приводит к тому, что средняя температура на спутнике не превышает минус 200 градусов по Цельсию — это одна из самых холодных лун Сатурна.

На южном полюсе небесного тела, вплоть до широты 60 градусов, находятся четыре «тигровые полосы», разломы поверхности. В длину они достигают 150 километров, ширину — 2 километров, глубину — 0,5 километра. Возраст льда в них оценивается в тысячу лет, возраст самих разломов — около полумиллиона лет. Температура внутри «тигровых полос» поднимается до минус 90 градусов. И оттуда бьют сильнейшие на спутнике гейзеры — потоки водяного льда поднимаются на высоту до 250 километров. Именно в них станция Cassini и взяла пробы.

Поверхность небесного тела на юге моложе, чем на севере. Ученые объясняют это тектонической активностью спутника, обусловленной главным образом приливным разогревом его недр Сатурном и, вероятно, либрацией. Эксперты полагают, что под водяной мантией Энцелада скрывается силикатное ядро, разогретое до температуры более 700 градусов Цельсия, радиусом 180-185 километров. Толщина льда, под которым скрывается водяной океан, точно неизвестна. Неясно также, глобален ли этот океан, или ограничивается лишь областью южного полюса. Данные моделирования указывают, что, скорее всего, глобален.

Жаркое сердце под ледяной оболочкой

Ледяная внешность Энцелада обманчива. Под холодной оболочкой скрывается целый океан воды, который поддерживается в жидком состоянии благодаря высокой тектонической активности в недрах небесного тела. Достоверно известно, что в южной части спутника располагается обширный подледный океан с водой. Сквозь имеющиеся трещины периодически осуществляется выброс внутреннего содержимого, а извержения и фонтаны гейзеров были неоднократно зафиксированы при помощи исследовательских зондов. Наличие воды в жидком ее состоянии предполагает уже более комфортные для жизни условия, а это означает, что под ледяной оболочной могут находиться области, вполне пригодные для жизни небольших микроорганизмов. Согласно данным моделирования, температура под ледяной поверхностью может составлять около 0ºС, а вблизи источников тепла значительно превышать этот показатель.

Жизнь в космосе

Все, что ученые знают о биологии на Земле, говорит о том, что жизнь неудержима. Она процветает в облаках, в пещерах, в озерах талых вод, погребенных в километрах под ледяными покровами Антарктиды, в кипящих водяных шлейфах, которые выходят из самых далеких глубин океана. Практически никакие условия окружающей среды не являются слишком экстремальными, если соблюдены следующие условия: наличие воды, органических молекул и небольшого количества энергии.

Энцелад, вращающийся на кольце Сатурна, имеет все предпосылки для возникновения на нем форм жизни, пусть даже самых элементарных. Он все больше и больше похож на самое пригодное место в нашей Солнечной системе за пределами Земли, а цель ученых в данном случае – это поиски чужеродных организмов. Гейзеры являются физическим доказательством воды в глубинах спутника, которая нагревается гравитационным притяжением Сатурна.

Какой может быть жизнь в океане Энцелада?

Экосистема энселадского океана похожа на земную, только в перевернутом виде — во многом похожую на простую жизнь, обитающей на нижней стороне айсбергов.

Как предполагает Кершенбаум, в таком сценарии любые организмы будут существовать там, где океан контактирует со льдом, зарываясь в который они смогут защитить себя от внешней среды.

“В подземных океанах Энцелада, зрительное восприятие может полностью отсутствовать, в результате чего безглазые существа способны развивать богатое общение с другими, используя только звук”, — подчеркивает Кершенбаум.

В недавно опубликованной статье говорится о том, что метаболическое разнообразие может поддерживать потенциально разнородное микробное сообщество.

Используя данные Cassini, ученые из Юго-Западного научно-исследовательского института (SwRI) смоделировали химические процессы в недрах океана и обнаружили, что окислители, не считая углекислого газа, могут быть потенциальной пищей для микробов.

“Теперь, когда мы определили потенциальные источники пищи для микробов, у нас напрашивается следующий вопрос:”Какова природа сложных органических веществ, которые выходят из океана? Эта новая статья — еще один шаг в понимании того, как маленький спутник может поддерживать жизнь способами, которые полностью превосходят наши ожидания” — отмечает директор программы SwRI и соавтор новой статьи доктор Хантер Уэйт.

Как изучают Энцелад

Энцелад вместе с другими 6-ю крупными спутниками Сатурна известен астрономам с конца XVIII века. Первые интересные сведения о строении поверхности спутника были получены во время работы летательных аппаратов серии «Вояджер».

Зонд «Кассини»

Но большинство подробностей, связанных со строением и физическими параметрами на поверхности Энцелада, астрофизикам известно благодаря аппарату «Кассини», запущенному НАСА. С 2004 по 2017 год «Кассини» находился в непосредственной близости к Сатурну, собирая информацию о его кольцах, а также о наиболее интересных спутниках, в том числе о Титане и Энцеладе. На основе переданной зондом информации и сделано большинство выводов относительно наличия примитивных форм жизни.

Размер, масса и орбита

Сравнение размеров Луны и основных спутников Сатурна

Радиус – 252 км (0.0395 земного), а масса – 1.08 х 10 20 кг (0.000018). Из-за эксцентриситета в 0.0047 средняя отдаленность составляет 237948 км. На выполнение орбитального пролета уходит 32.9 часов. Пребывает в резонансе 2:1 с Дионой. Именно это поддерживает показатель эксцентриситета и выступает главным источником нагрева для геологической активности луны.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Энцелад.

Основные параметры спутника Энцелад

Осевой и орбитальный периоды совпадают, поэтому Энцелад оказывается в гравитационном блоке.

Возможна ли жизнь на спутнике?

Модель холодных гейзеров Энцелада

Маленький сателлит приковал к себе внимание современных ученых – на нем были найдены условия для возникновения жизненных форм. Молодой возраст поверхности и разломов, вместе с геологической активностью Энцелада, стали неожиданностью для астрономов. Уникальные сведения, переданные в 2004 году с аппарата «Кассини», подтвердили наличие всех составляющих для возникновения жизни: углерод, жидкая вода, источник энергии, органика и азот. Это редкое сочетание в Солнечной системе заставляет верить в возможность появления жизненных форм под ледяной толщей спутника.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!