Спутник Тефия

Спутник Сатурна Тефия, запечатленный Кассини в 2012 году

В 1684 году Тефию нашел Джованни Кассини, наблюдавший за спутниками в крупный телескоп, созданный на территории Парижской обсерватории. В период открытия он именовал свои луны звездами Луи в честь короля Людовика XIV.

Современные названия спутников Сатурна достались от Джона Гершеля в 1847 году. Все они выступают именами титанов – братья и сестры Кроноса.

Гравюра Парижской обсерватории во время жизни Кассини

Небольшая удаленность от Сатурна и действие его гравитационных сил защитили Тефию от падения большого количества обломков, но и она подверглась бомбардировке. Самый значительный удар оставил после себя на поверхности луны кратер Одиссей, имеющий диаметр 450 км, а глубину 5 км. Рельеф его довольно плоский, без опоясывающего хребта, что связывают с древним возрастом катастрофы, когда спутник был в расплавленном состоянии. В период застывания жидких слоев образовался колоссальный каньон Итака. Разлом простирается с севера на юг, а его длина достигает 2000 км. Астрономы рассматривают две версии возникновения трещины: последствие падения космического тела, образовавшего кратер Одиссей или застывание внутреннего океана. Поверхность спутника полна холмов и небольших каньонов. Среди кратерированных областей в западной части замечены плоские равнины, образованные разливом из недр луны.

Сатурн, Тефия, кольца и тени

Спутники Сатурна создают условия для удержания колец. Периоды их вращения представляют кратные величины, что позволяет создать мощную суммарную гравитацию, которая вместе с тяготением планеты способна удерживать систему частиц пыли и льда. Тефия вращается в разреженном кольце E.

Характеристики спутника Тефия

Спутник имеет радиус 531,1±0,6 км и массу 6,1745 ×10 20 кг, эквивалентен по размеру 0,083 Земли и 0,000103 массы нашей планеты. Его размеры и масса также означают, что он является 16-й по величине луной в Солнечной системе. Масса Тефии больше, чем все известные луны, меньшие её по размеру вместе взятые. На среднем расстоянии (полу-большая ось) 294 619 км Тефия является третьей по удаленности большой луной от Сатурна.

Тефия имеет орбитальный наклон около 1°. Это означает, что спутник зафиксирован в наклонном резонансе с другим спутником Мимас, хотя это не вызывает заметного орбитального эксцентриситета или приливного нагрева.

Орбита Тефии лежит глубоко внутри магнитосферы Сатурна, что означает, что он подвержен постоянной бомбардировке энергетическими частицами (электронами и ионами), присутствующими в магнитосфере.

Состав и строение

Тефия — это ледяное тело, похожее на Диону и Рею. Плотность Тефии равна 0,984±0,003 г/см³, что и говорит о преимущественно ледяном составе спутника.

До сих пор неизвестно, дифференцирована ли Тефия на каменное ядро и ледяную мантию. Масса каменного ядра, если оно существует, не превышает 6 % массы спутника, а его радиус — 145 км. Из-за действия приливных и центробежных сил Тефия имеет форму трехосного эллипсоида. Существование подземного океана жидкой воды в недрах Тефии считается маловероятным.

Поверхность Тефии — одна из самых светлых (в видимом диапазоне) в Солнечной системе, с визуальным альбедо 1,229. Вероятно, это результат её «пескоструйной обработки» частицами сатурнианского кольца E — слабого кольца из мелких частиц водяного льда, порождённых гейзерами южной полярной зоны Энцелада. Радиолокационное альбедо Тефии тоже очень высокое. Ведущее полушарие спутника на 10–15 % ярче, чем ведомое.

Высокое альбедо показывает, что поверхность Тефии состоит из почти чистого водяного льда с небольшим количеством тёмного материала. Спектр спутника в видимом диапазоне не имеет заметных деталей, а в ближнем ИК-диапазоне (на длинах волн 1,25, 1,5, 2,0 и 3,0 мкм) содержит сильные полосы поглощения водяного льда. Кроме льда, на Тефии нет идентифицированных соединений (но есть предположение о наличии там органических веществ, аммиака и углекислого газа). Тёмный материал имеет те же спектральные свойства, что и на поверхности других тёмных лун Сатурна — Япета и Гипериона. Наиболее вероятно, что это высокодисперсное железо или гематит. Измерения теплового излучения, а также радиолокационные наблюдения космического аппарата «Кассини» показывают, что ледяной реголит на поверхности Тефии имеет сложную структуру и большую пористость, превышающую 95 %.

Геология Тефии является относительно простой. Её поверхность по большей части холмиста и усеяна кратерами (доминируют кратеры диаметром более 40 км). Небольшая часть поверхности на заднем полушарии покрыта гладкими равнинами. Есть там и тектонические структуры — каньоны и впадины.

В западной части ведущего полушария Тефии доминирует ударный кратер Одиссей диаметром 450 км, что составляет почти 2/5 диаметра самой Тефии. Кратер сейчас довольно плоский (его дно лежит почти на уровне остальной поверхности спутника). Кольцевой вал Одиссея возвышается примерно на 5 км над средним уровнем поверхности Тефии, а его дно лежит на 3 км ниже этого уровня. В центре Одиссея находится впадина 2–4 км глубиной в окружении массивов, возвышающихся на 6–9 км надо дном.

Вторая основная деталь рельефа Тефии — огромный каньон Итака. Его длина — более 2000 км (примерно 3/4 длины окружности Тефии), средняя глубина — 3 км, а ширина кое-где превышает 100 км. Этот каньон занимает около 10 % поверхности спутника. Одиссей находится почти в центре одного из полушарий, на которые каньон делит Тефию.

Гладкие равнины на заднем полушарии расположены примерно на противоположной стороне от Одиссея. Равнины имеют сравнительно резкую границу с окружающей кратерированной местностью. Их расположение рядом с антиподом Одиссея может быть признаком их связи с кратером. Возможно, эти равнины образовались из-за фокусировки сейсмических волн, возникших при ударе, образовавшем Одиссей в центре противоположного полушария. Однако гладкость равнин и их резкие границы (сейсмические волны произвели бы широкие переходные зоны) указывают на то, что они образованы излияниями из недр (возможно, вдоль разломов тефианской литосферы, появившихся при образовании Одиссея).

В составе Тефии очень мало скальных пород. Поэтому в её истории вряд ли играл значительную роль нагрев в результате распада радиоактивных элементов. Это также означает, что Тефия никогда не испытывала значительное таяние, если только её недра не нагревались приливами. Сильные приливы могли иметь место при значительном эксцентриситете орбиты, который мог поддерживаться, например, орбитальным резонансом с Дионой или другой луной.

Исследования

Чтобы создать эту композицию в ложном цвете, необходимо было объединить ультрафиолетовые, зеленые и инфракрасные изображения в одну фотографию.

Первые снимки Тефии сделаны аппаратом «Пионер – 11» в 1979 году. Наибольшее количество качественных фотографий дал «Вояджер – 2», облетевший спутник на 270 градусов. Каньон Итака – первое, что было замечено на поверхности. Наибольший вклад в изучение луны внес «Кассини», совершивший несколько сближений с Тефией. Были проведены радиолокационные наблюдения, изучена поверхность и составлены карты.

Названия для геологических разломов и кратеров были взяты из поэмы Гомера «Одиссей».