Энцелад — крошечный (средний диаметр 504,2 километра) ледяной спутник Сатурна — один из самых интригующих объектов Солнечной системы, который может являться домом для внеземной жизни.
Под ледяным панцирем Энцелада скрывается обширный океан соленой воды. Гейзеры, создаваемые океаном и приливными силами со стороны Сатурна, «разбрасывают» внутренний материал спутника по всей системе газового гиганта.
Долгожданный первый взгляд космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» на этот таинственный ледяной мир раскрывает новые ошеломляющие подробности об Энцеладе и дарит изображение шлейфа водяного пара, протяженность которого почти в 20 раз превышает размер самого спутника.
Шлейф водяного пара, растянувшийся примерно на 9 700 километров — больше, чем расстояние от Москвы до Нью-Йорка (7 506 километров) — был обнаружен с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Это первый раз, когда выброс воды наблюдается со столько большого расстояния. Кроме того, ученые впервые наблюдали, как выбросы Энцелада питают водой всю систему Сатурна, включая знаменитые кольца.
Перспективный Энцелад
Энцелад, океанический мир размером примерно в четыре процента от размера нашей планеты, является одной из самых захватывающих научных целей Солнечной системы, так как именно там мы можем найти внеземную жизнь. Имеющиеся данные указывают на то, что между ледяной корой спутника и его каменным ядром «зажат» глобальный резервуар с соленой водой. Из расщелин на поверхности Энцелада, неофициально называемых «тигровыми полосами», периодически извергаются струи водяного пара, несущие в себе смесь частиц льда и органических соединений.
В прошлом ученые неоднократно наблюдали выбросы со стороны Энцелада, но исключительная чувствительность «Джеймса Уэбба» раскрывает новые детали.
«Когда я посмотрел на данные, то сначала решил, что я, вероятно, ошибаюсь, — сказал Джеронимо Вильянуэва, ведущий автор исследования и астроном из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. — Было так шокирующе обнаружить водяной шлейф, который более чем в 20 раз превышает размер спутника. Водяной шлейф простирался далеко за пределы области его выброса на южном полюсе».
Длина шлейфа была не единственной характеристикой, заинтриговавшей исследователей. Скорость выброса водяного пара составила около 300 литров в секунду, что особенно впечатляет. При такой скорости вы могли бы наполнить олимпийский бассейн всего за пару часов. Для сравнения, заполнение аналогического бассейна с помощью садового шланга заняло бы более двух недель.
Изучение Энцелада
Космический аппарат NASA «Кассини», миссия которого была завершена 15 сентября 2017 года, провел более десяти лет в системе Сатурна, изучая саму планету, ее кольца и спутники. «Кассини» не только впервые сфотографировал шлейфы Энцелада, но и пролетел сквозь них, проанализировав их состав.
Несмотря на то, что «Джеймс Уэбб» находится в точке Лагранжа (L2) системы Солнце — Земля (1 500 000 километров от Земли), а не на орбите Сатурна как это было в случае с «Кассини», его сверхчувствительный инструмент NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) предоставил нам бесценную информацию.
Энцелад обращается вокруг Сатурна за 32,9 часа. Когда происходит извержение, то спутник оставляет за собой гало пончикообразной формы. Наблюдения «Джеймса Уэбба» показали не только огромный шлейф, но и что вода из недр Энцеледа распространяется по всей системе Сатурна.
Это гало, описанное как тор, совмещено с самым внешним и самым широким кольцом Сатурна — плотным Е-кольцом. Наблюдения «Джеймса Уэбба» прямо демонстрируют, как шлейфы водяного пара Энцелада питают этот самый тор. Анализируя данные, астрономы установили, что примерно 30% воды остается внутри этого тора, а остальные 70% «утекают», чтобы снабжать водой остальную часть сатурнианской системы.
В ближайшие годы «Джеймс Уэбб» будет служить основным инструментом для наблюдения за океаническим Энцеладом, а полученные данные проложат дорогу будущим миссиям, которые будут стремиться исследовать глубины подповерхностного океана, толщину ледяной коры и многое другое.
«Прямо сейчас Уэбб [«Джеймс Уэбб»] предоставляет уникальный способ непосредственного измерения того, как вода эволюционирует и изменяется с течением времени в огромном шлейфе Энцелада, и, как мы видим здесь, [вскоре] мы даже сделаем новые открытия и узнаем больше о составе нижележащего океана, — добавила Стефани Милам, соавтор исследования и планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. — Благодаря охвату длин волн и чувствительности Уэбба, а также тому, что мы узнали из предыдущих миссий, перед нами открывается совершенно новое окно возможностей».
Результаты исследования были приняты к публикации в научном журнале Nature Astronomy, а препринт доступен здесь.
