вторник, 14 октября 2014 г.

Земля и Вселенная. Часть 27. Океан на Энцеладе реален

    Океан на Энцеладе реален

    «Космический аппарат «Кассини» получил подтверждение существования большого подповерхностного океана жидкой воды на сатурнианском спутнике, диаметр которого равен 500 км.
    О том, что внутри Энцелада находится вода, учёные заговорили после 2005 года, когда тот же «Кассини» впервые запечатлел следы водяного пара и льда, выплёвываемого из отверстий близ южного полюса этой сатурнианской луны. Однако тогда многие заявляли, что сами по себе гейзеры не являются свидетельством существования океана: мол, вода могла расплавиться лишь вблизи поверхности - просто от столкновения ледяных плит «коры» Энцелада, и нагрев был местным и кратковременным.

"Тигровые полосы" близ южного полюса Энцелада могут быть как-то связаны с криосейсмической активностью его недр в районе подлёдного океана. (Здесь и ниже иллюстрации NASA / JPL-Caltech)
    Как же точно убедиться, есть ли под внеземным льдом океан? «Чтобы выявить гравитационные вариации [на Энцеладе], мы использовали эффект Доплера - тот же, что применялся в радарных устройствах для определения скорости нарушителей ПДД, - поясняет Сами Асмар (Sami Asmar) из Лаборатории реактивного движения НАСА, один из авторов работы. - Когда космический аппарат пролетает близко от Энцелада, его скорость изменяется под влиянием небесного тела на величину, колеблющуюся в соответствии с вариациями гравитационного поля Энцелада, которое мы хотим измерить. Затем мы отслеживаем сдвиги в скорости [«Кассини»] по изменению частоты радиоволн, на которых поддерживаем с ним радиосвязь...»
    Что дали измерения гравитационных вариаций? Они показали, что плотность Энцелада неоднородна, и под его поверхностью есть большой - возможно, «региональный» (то есть не глобальный) - подлёдный океан глубиной всего в 10 км, лежащий под ледяной толщей в 30–40 км. Точная его площадь пока может быть определена лишь с немалой погрешностью, но она по крайней мере не уступает 80 000 км², то есть не менее 10% от общей поверхности этой луны.
    Океан ограничен южной приполярной областью этого небесного тела, и пока неясно, почему именно ею. Высказываются предположение, что это, вероятно, связано с особенностями приливного разогрева спутника гравитационным воздействием близкого Сатурна. Именно это тепло (в теории) позволяет существовать незамерзающему океану внутри Энцелада, даже несмотря на то, что он отстоит от Солнца на полтора миллиарда километров, отчего средняя температура тамошней поверхности равна - 200 °С.
    Это открытие делает Энцелад одним из самых привлекательных для микробной жизни мест в Солнечной системе. Ранее теоретическое моделирование недр спутников планет-гигантов показывало неутешительную картину: предполагалось, что глубина их подлёдных океанов могла доходить до 100 и более километров. Это означало, что на их дне колоссальное давление и плотный слой разных видов экзотического льда, делающий обмен минералами между твёрдой частью спутника и водяным океаном нереальным. Ну а в бедной минералами и изолированной от атмосферы воде жизни существовать сложно: сноса микроэлементов с континента под ледовым панцирем не бывает.
    Обнаружение на спутнике диаметром всего в 513 км океана, по глубине близкого к вполне обитаемой Марианской впадине, значительно снижает угрозу полной изоляции такого водного бассейна от внутренних силикатных областей спутника. Следовательно, в этом супе достаточно соли, чтобы поддержать популяцию микробов-гурманов.
    19 пролётов около Энцелада в 2010–2012 годах дали непредставимую ранее точность определения изменений скорости «Кассини» - вплоть до вариаций в 90 мкм/с. Благодаря этому и удалось выявить под южной частью луны область повышенной плотности, соответствующую океану. Вообще говоря, южная часть Энцелада характеризуется впадиной, однако измерения показали, что колебания скорости «Кассини» были заметно меньше, чем можно было бы ожидать с учётом её глубины. На этом основании и удалось рассчитать район расположения крупного подлёдного океана.
 

Океан у южного полюса спутника (показан синим) может поддерживать на его поверхности незамерзающие трещины метровых размеров
    «This diagram illustrates the possible interior of Saturn's moon Enceladus based on a gravity investigation by NASA's Cassini spacecraft and NASA's Deep Space Network, reported in April 2014. The gravity measurements suggest an ice outer shell and a low density, rocky core with a regional water ocean sandwiched in between at high southern latitudes.
    Views from Cassini's imaging science subsystem were used to depict the surface geology of Enceladus and the plume of water jets gushing from fractures near the moon's south pole.
    Enceladus is 313 miles (504 kilometers) in diameter».]

    Лючиано Йесс (Luciano Iess) из Римского университета Ла Сапиенца, ведущий автор работы, посвящённой этому открытию, подчёркивает, что плотность жидкой воды на 7% выше плотности поверхностного льда спутника, и это позволило довольно точно рассчитать общую массу резервуара.
    «Материал из гейзеров близ южного полюса Энцелада содержит солёную воду и органические молекулы - базисные химические ингредиенты, необходимые для жизни, - поясняет Линда Спилкер (Linda Spilker), глава проекта «Кассини» в НАСА. - Их открытие расширяет наш взгляд на "обитаемую зону" в Солнечной системе и планетарных системах других звёзд. Новое подтверждение существования подлёдного океана, подпитывающего гейзеры, углубляет понимание этой очень интересной среды».
    Отдельно стоит сказать, что, несмотря на весьма толстую ледовую оболочку, исследования этого океана могут быть не таким уж тяжёлым делом. Если на Европе, спутнике Юпитера, где в конце прошлого года впервые были зафиксированы гейзеры, они бьют редко и ледяная корка весьма стабильна, то Энцелад на систематической основе рождает потоки солёной воды в одном и том же южном приполярном регионе. По расчётам Каролин Порко (Carolyn Porco) и её коллег по Институту исследования космоса в Боулдере (США), вода, поступающая из подповерхностного океана, несмотря на недельный цикл подъёма на 30–40 км, сохраняет достаточно тепла, чтобы в точке разлома не давать замёрзнуть трещинам метровой ширины.
    Иными словами, вполне реален анализ океанской воды на месте - или даже попытка использования погружаемого аппарата без предварительного бурения десятков километров льда, как на Европе, где также предполагается существование сходного водоёма»
(04 апреля 2014 года, 12:00). 

    NASA Space Assets Detect Ocean inside Saturn Moon

Gravity measurements by NASA's Cassini spacecraft and Deep Space Network suggest that Saturn's moon Enceladus, which has jets of water vapor and ice gushing from its south pole, also harbors a large interior ocean beneath an ice shell, as this illustration depicts. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

    «NASA's Cassini spacecraft and Deep Space Network have uncovered evidence Saturn's moon Enceladus harbors a large underground ocean of liquid water, furthering scientific interest in the moon as a potential home to extraterrestrial microbes.
    Researchers theorized the presence of an interior reservoir of water in 2005 when Cassini discovered water vapor and ice spewing from vents near the moon's south pole. The new data provide the first geophysical measurements of the internal structure of Enceladus, consistent with the existence of a hidden ocean inside the moon. Findings from the gravity measurements are in the Friday April 4 edition of the journal Science.
    "The way we deduce gravity variations is a concept in physics called the Doppler Effect, the same principle used with a speed-measuring radar gun," said Sami Asmar of NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Calif., a coauthor of the paper. "As the spacecraft flies by Enceladus, its velocity is perturbed by an amount that depends on variations in the gravity field that we're trying to measure. We see the change in velocity as a change in radio frequency, received at our ground stations here all the way across the solar system."
    The gravity measurements suggest a large, possibly regional, ocean about 6 miles (10 kilometers) deep, beneath an ice shell about 19 to 25 miles (30 to 40 kilometers) thick. The subsurface ocean evidence supports the inclusion of Enceladus among the most likely places in our solar system to host microbial life. Before Cassini reached Saturn in July 2004, no version of that short list included this icy moon, barely 300 miles (500 kilometers) in diameter.
    "This then provides one possible story to explain why water is gushing out of these fractures we see at the south pole," said David Stevenson of the California Institute of Technology, Pasadena, one of the paper's co-authors.
    Cassini has flown near Enceladus 19 times. Three flybys, from 2010 to 2012, yielded precise trajectory measurements. The gravitational tug of a planetary body, such as Enceladus, alters a spacecraft's flight path. Variations in the gravity field, such as those caused by mountains on the surface or differences in underground composition, can be detected as changes in the spacecraft's velocity, measured from Earth.
    The technique of analyzing a radio signal between Cassini and the Deep Space Network can detect changes in velocity as small as less than one foot per hour (90 microns per second). With this precision, the flyby data yielded evidence of a zone inside the southern end of the moon with higher density than other portions of the interior.
    The south pole area has a surface depression that causes a dip in the local tug of gravity. However, the magnitude of the dip is less than expected given the size of the depression, leading researchers to conclude the depression's effect is partially offset by a high-density feature in the region, beneath the surface.
    "The Cassini gravity measurements show a negative gravity anomaly at the south pole that however is not as large as expected from the deep depression detected by the onboard camera," said the paper's lead author, Luciano Iess of Sapienza University of Rome. "Hence the conclusion that there must be a denser material at depth that compensates the missing mass: very likely liquid water, which is seven percent denser than ice. The magnitude of the anomaly gave us the size of the water reservoir."
    There is no certainty the subsurface ocean supplies the water plume spraying out of surface fractures near the south pole of Enceladus, however, scientists reason it is a real possibility. The fractures may lead down to a part of the moon that is tidally heated by the moon's repeated flexing, as it follows an eccentric orbit around Saturn.
    Much of the excitement about the Cassini mission's discovery of the Enceladus water plume stems from the possibility that it originates from a wet environment that could be a favorable environment for microbial life.
    "Material from Enceladus’ south polar jets contains salty water and organic molecules, the basic chemical ingredients for life," said Linda Spilker, Cassini's project scientist at JPL. "Their discovery expanded our view of the 'habitable zone' within our solar system and in planetary systems of other stars. This new validation that an ocean of water underlies the jets furthers understanding about this intriguing environment."» (April 3, 2014). 


    Гейзеры на Энцеладе выбиваются из самых его недр

    «С тех пор, как в 2004 году космический аппарат "Кассини" (Cassini) вышел на орбиту Сатурна, он передал на Землю огромное количество данных, как о самой планете, так и о её спутниках. В частности, серия сближений с ледяным Энцеладом позволила создать подробную карту его поверхности. Особое внимание учёных к этому небесному телу объясняется тем, что ещё в 2005 году на снимках южных областей спутника были обнаружены гигантские гейзеры, бьющие из разломов в ледяном щите.
    Дополнительные анализы с помощью инструментов аппарата показали, что места выхода фонтанов соответствуют областям с повышенной температурой поверхности, или "горячим точкам". Однако до сих пор оставалось не ясным, что первично - гейзеры повышают температуру вокруг себя, или же разогретые области способствуют появлению водяных фонтанов?
    Одна из теорий гласила, что тепло возникает при трении краёв ледяных трещин за счёт приливных взаимодействий с Сатурном. В результате верхний слой льда разогревается и испаряется в виде фонтана.

Расположение гейзеров вдоль гигантских разломов в южной части Энцелада
    Но куда более привлекательной выглядела альтернативная версия. Согласно ей, гейзеры вырываются из гигантского океана, скрытого глубоко под поверхностью Энцелада. Их температура выше, чем у ледяного панциря спутника, поэтому область вокруг значительно нагревается.
    Как сообщается в двух новых статьях, опубликованных в издании Astrophysical Journal, исследователям удалось решить своеобразную проблему "яйца и курицы".
    В одной из них анализ снимков в высоком разрешении позволил найти в области южного полюса спутника как минимум 101 гейзер. Некоторые из них совпали с небольшими очагами повышенной температуры. Но размеры этих горячих точек составляли лишь несколько десятков метров. Авторы работы считают, что этого слишком мало, чтобы способствовать появлению столь значительных струй.
    "Как только мы увидели эти результаты, мы сразу поняли, что не высокая температура формирует гейзеры, а наоборот, - сообщает ведущий автор исследования Кэролин Порко (Carolyn Porco) из Института космических наук в пресс-релизе. - Это также доказывает, что гейзеры буквально имеют гораздо более глубокие корни, чем думали учёные прежде". 

Гейзеры на Энцеладе
    Авторы второго исследования также наблюдали за гейзерами. Они заметили, что по мере движения Энцелада по орбите яркость столбов водяного пара, бьющих из трещин, то увеличивается, то снижается. По словам исследователей, эта динамика может быть обусловлена тем, что под воздействием приливных воздействий разломы ледяной поверхности раскрываются и закрываются. В результате гейзеры бьют с разной интенсивностью.
    Результаты вызывают большой интерес у самого широкого круга учёных, поскольку если на спутниках Сатурна Энцеладе, Европе и Титане действительно существуют спрятанные под поверхностью океаны, эти объекты являются главной целью для поиска жизни за пределами Земли. В случае с Энцеладом для её поиска даже не придётся бурить скважину. Гейзеры сами доставят образцы на поверхность из под ледяной плиты толщиной до сорока километров». (31.07.2014, 10:25)

    Пресс-релиз: "Cassini Spacecraft Reveals 101 Geysers and More on Icy Saturn Moon". (Jul. 28, 2014). 

    What Lies Beneath: Close Up View


    «This artist's rendering shows a cross-section of the ice shell immediately beneath one of Enceladus' geyser-active fractures, illustrating the physical and thermal structure and the processes ongoing below and at the surface. Narrow cracks extend upward from the sub-surface sea all the way to the surface, through both ductile and brittle layers of the ice shell (see What Lies Beneath: Regional View). Liquid water under pressure fills the cracks, keeping them open even through the ductile layer and providing a conduit for vapor and sea water to reach the near-surface. Other processes, such as volatile exsolution of gases, can drive vapor and water droplets all the way to the surface, forming geysers and condensing close to the surface, depositing latent heat. This heat is observed by Cassini's long-wavelength infrared instruments as the small-scale hot spots (dozens of feet, or tens of meters, in size) surrounding each geyser.
    The subsurface regions immediately surrounding the cracks bearing water and vapor are expected to be warm. Regional heating from tidal flexing is also expected to be present, but is so far undetected...
    Artwork by Ron Miller. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute». (July 28, 2014Full-Res: PIA17189).

http://xn----7sbbraqqceadr9dfp.xn--p1ai/wp-content/uploads/2014/08/encelad1.png
    [Комментарий Ф. Дергачева:

    Источник тепла на спутнике Сатурна Энцеладе находится строго в районе Южного полюса. В этом важное отличие от спутника Юпитера Ио, недра которого разогреты равномерно. Поэтому все гейзеры Энцелада базируются точно в районе Южного полюса, а вулканы Ио равномерно распределены по поверхности.
    В новом исследовании показано, что источником нагрева на Энцеладе НЕ ЯВЛЯЕТСЯ сама поверхность – она как раз холодная. Стало быть, источник находится под поверхностью. Но в отличие от авторов исследования, считаю, что этот-то точечный источник и нагревает «спрятанные под поверхностью океаны». Дело в том, что север Энцелада – холодный, там поверхность не «растаявшая» (в отличие от юга), даже сохранились ударные кратеры.
    Считаю, что упомянутый точечный источник под поверхностью Энцелада в районе Южного полюса – генератор энергии, который я условно называю «Звездные врата»...]

    Спутник Сатурна окропил водой Солнечную систему

    «НАСА обнародовало свежие снимки фонтанов на Энцеладе.

    Спутник Сатурна пускает струи прямо в космос

    НАСА обнародовало потрясающие снимки. Их сделал автоматический аппарат Cassini, бороздящий сейчас окраины Сатурна. В конце марта нынешнего года он пролетел в 74 километрах от Энцелада - спутника планеты-гиганта. И запечатлел во всей красе его знаменитые фонтаны - около сотни, которые не перестают удивлять исследователей.
Энцелад невелик. Его диаметр всего 500 километров. А фонтаны - гигантские. Струи бьют на высоту, сравнимую с размерами самого спутника. Вырываются из трещин на его поверхности, получивших название «тигровые».

Таким Энцелад виден с борта зонда НАСА "Кассини"
    Впервые фонтаны были замечены в 2005 году. Естественно, озадачили. Поскольку столь мощного шоу в Солнечной системе нигде больше не показывали. Да и непонятно было, что, собственно, брызжет.
    Специалисты Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене проанализировали ультрафиолетовый спектр струй с помощью прибора Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS). И пришли к выводу, что они, скорее всего, водяные. И соленые. Соленость - как у земной морской воды. Более того, образуются не путем превращения льда в пар. Их источник - жидкая вода. А это значит, что под поверхностью Энцелада находится глубокий океан.
    - Мощность водяных струй, измеренная на высоте 15 километров от поверхности, позволяет оценить скорость их истечения, - говорит Кандис Хансен, отвечающая за работу UVIS. - Это 2100 километров в час, выше скорости звука.

Фонтан Энцелада, сфотографированный 27 марта 2012 года
    Колоссальная мощность фонтанов Энцелада и позволяет предположить, что они подпитываются океанской водой. Возгонка льда породила бы куда более скромное извержение. Его бы и не заметили.
    Спутник Сатурна включает свои фонтаны с завидной периодичностью - раз в 1,37 дня (земных), завершив полный оборот вокруг планеты. Специалисты предполагают, что они - струи - аналогичны приливам. И возникают под действием гравитационных сил Сатурна.

Фонтан крупнее
    Местные «ТЭЦ» пригрели жизнь

    Не нашлось пока никаких объяснений аномалиям, наблюдаемым в районе южного полюса Энцелада. Год назад НАСА распространило сообщение, в котором специалисты признались, что столкнулись с неразрешимой загадкой. Данные, собранные зондом Cassini, свидетельствовали: воду Энцелада под ледяной коркой что-то сильно нагревает. Будто бы там работают 20 ТЭЦ мощностью по 1000 мегаватт каждая.

    - Это минимум в 10 раз превосходит прежние оценки, - говорит Карли Хоуетт - руководитель исследования из Юго-Западного НИИ (США, штат Колорадо). - Мы до сих пор не можем объяснить, что за источник работает там, - признается ныне Карли.- Не знаем, откуда столь мощно поступает тепло.
    Исследовательница поясняет: считалось, что недра Энцелада разогревает гравитационное взаимодействие с Сатурном - приливная сила. Немного добавляет радиация. Но производительности и того и другого не хватает, чтобы генерировать тепло столь мощно, как это наблюдается.

    Местные «ТЭЦ», работающие на Энцеладе, сильно повышают шансы на то, что там действительно имеется жидкая вода. А вместе с ней - и жизнь.
    - Спутник может представлять интерес для астробиологов, - соглашается Карли Хоуетт. Ей вторит коллега по проекту Cassini Каролин Порко:
    - Благодаря Энцеладу на орбите Сатурна возникает так называемая «зона Златовласки» - область потенциальной обитаемости. И появляется возможность того, что на поверхности этого маленького мира выпадают осадки из микроорганизмов. Это делает Энцелад одним из самых перспективных мест в Солнечной системе для поиска внеземной жизни. Нам даже не надо спускаться на поверхность. Достаточно пролететь сквозь струю фонтана и взять образцы.

Тепловые отпечатки на льду Энцелада
    Некоторые биологи высказывают и более смелые предположения. Всерьез намекают на моллюсков и медуз, живущих в местном океане под ледяной коркой.
    А уфологи, естественно, не исключают и пришельцев, которые могли бы устроить подводные базы на спутнике Сатурна. Очень уж странные процессы тут протекают. Словно бы специально организованные.

    [Реплика:
    Ложное утверждение сайта «КП»: «Уфологи, естественно, не исключают и пришельцев, которые могли бы устроить подводные базы на спутнике Сатурна».
    Ф. Дергачев: В том-то и дело, что уфологи-то про Энцелад как раз «молчат в тряпочку» Вся богатая уфологическая индустрия (Интернет-сайты, издательства, видеостудии) работает на полную мощность, чтобы «замылить» тему  бесконечным повторением слухов об НЛО, фото «кругов на полях» и «лица на Марсе». Но только не о гейзерах на Энцеладе.]

ТЭЦ Энцелада: источник тепла на спутнике оказался гораздо мощнее, чем могли представить себе ученые
    А тут еще электростанция ток дает?!

    Чем глубже ученые пытаются разобраться в природе фонтанов и тепловых станций ледяного-водяного спутника планеты-гиганта, тем таинственнее делают открытия. Недавно, например, у них - ученых - появилось основание утверждать, что Сатурн и Энцелад представляют собой гигантский электрогенератор. Планета и спутник связаны в единую цепь - словно бы проводами. По ним туда-сюда текут токи колоссальной силы. Протяженность «проводов» - 240 тысяч километров.

Энцелад и Сатурн соединены в гигантскую электрическую цепь
    Как полагают исследователи, как раз с помощью своих фонтанов Энцелад и генерирует электрический ток.
    Частицы водяных струй приобретают заряд - ионизируются, становясь плазмой. Ее потоки несутся к Сатурну. Двигаются сквозь его магнитосферу, словно проводники в магнитном поле. В результате планета-гигант вместе с ее спутником и становятся деталями циклопического магнитогазодинамического генератора (МГД-генератора). Он и вырабатывает электроэнергию.
    Плазменные проводники, по которым течет ток, образуют в космосе широкие дуги. Там, где дуга упирается в атмосферу планеты-гиганта, возникает светящееся пятно - так называемый авроральный след. Его удалось рассмотреть на снимках северного полюса Сатурна, переданных зондом Cassini.

Ток с Энцелада зажигает кольца на Сатурне (в прямоугольнике - вход тока в атмосферу планеты)
    Отпечаток электрического воздействия Энцелада выглядит скромно. На самом же деле он огромен - примерно 1200 километров на 400. Таково, по сути, сечение «провода», соединяющего планету со спутником.
    По идее аналогичный авроральный след должен появляться и на южном полюсе. Но его почему-то нет.
    На снимках северного полюса Сатурна хорошо заметно огромное пылающее кольцо, природа которого оставалась непонятной. Ученые теперь полагают, что и это свечение вызвано токами, циркулирующими в электрической цепи планеты и ее спутника.  Исследователям под руководством Дональда Гарнета из Университета Айовы удалось даже записать характерное шипение, сопровождающее передачу тока.
    К сожалению, ученые миссии Cassini не сообщают мощность космического МГД-генератора. Или они не прикинули, сколько гигаватт тот вырабатывает. Или скрывают.

Электрическая цепь Сатурн – Энцелад
Фонтан Энцелада в ультрафиолетовом диапазоне
    Справка «КП»

    Магнитогазодинамический генератор, МГД-генератор, - энергетическая установка, в которой механическая энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию.
    Движение сред в МГД-генераторе описывает магнитная газодинамика, что и дало наименование устройству». (31 Марта 2012, 02:00). 

    Возле Сатурна нашли космический инкубатор жизни

    «Накануне Всемирного дня космонавтики космическая станция «Кассини», проводящая исследования в окрестностях планеты Сатурн, преподнесла научному сообществу очередной подарок. Пройдя мимо одного из самых загадочных объектов Солнечной системы – Энцелада – на высоте всего 74 кмстанция сделала сенсационные замеры. Полученные данные позволяют говорить о существовании удивительного природного феномена – своего рода космического инкубатора жизни во Вселенной.
    Энцелад – это небольшая, диаметром всего 500 км, планетка, которую 28 августа 1789 года увидел английский астроном Уильям Гершель. Увидел он эту песчинку только по одной причине – она вся покрыта снегом и льдом, и поэтому отражает в космос 99% всего падающего на него света (этот показатель называется «альбедо Бонда»). Для сравнения, альбедо Бонда нашей Земли – около 40%, а Луны – всего 6,7%. То есть, если бы Луна, диаметр которой 3700 км, была такой же заснеженной, как Энцелад, то в полнолуние стало бы светлее в 14 раз. Гулять и читать крупный текст можно было бы совершенно свободно.
    Долгое время кроме того, что Энцелад покрыт снегами, о нем не знали почти ничего. Ситуация изменилась, когда мимо Сатурна пролетели космические станции «Вояджер»-1 и «Вояджер»-2. Они передали на Землю фотографии Энцелада, которые сразу же заинтересовали ученых.
    Достаточно даже любительского взгляда на фото этой сатурнианской луны, чтобы заметить особенность ее поверхности. На одном полушарии полно кратеров, больших и маленьких, но ближе к югу начинается сплошная череда разломов, некоторые из которых просто режут кратеры, а еще дальше никаких кратеров вообще нет. Вблизи южного полюса планетки какая-то ледовая каша.
    Когда в 1997 году в космос ушла космическая станция «Кассини», созданная специально для изучения Сатурна и его спутника Титана, Энцелад стоял в списке задач далеко не на первом месте. Главными были кольца Сатурна и таинственный Титан. Тем не менее, после прибытия в 2004 году станции в окрестности Сатурна и сброса на Титан зонда «Гюйгенс», приоритеты стали меняться. Особенно, после того как в 2005 году удалось обнаружить на Энцеладе извержения водяного пара из района южного полюса.
    Поначалу всем казалось, что все просто: происходит разогрев внутренних областей Энцелада за счет приливных сил, вызванных гравитацией Сатурна, и внутреннего ядерного распада. Но чем больше летал «Кассини» вокруг Энцелада (один раз станция умудрилась пройти на высоте всего 25 км над его поверхностью), тем больше появлялось загадок.
    В конечном итоге, ученые NASA год назад сообщили о том, что тепловой поток, идущий от южного полюса Энцелада, гораздо больше, чем допускают их расчеты. Композитный инфракрасный спектрометр «Кассини» показывает, что мощность теплового потока на Энцеладе составляет около 15,8 ГВт, что примерно в 2,6 раза больше мощности всех горячих источников в Йеллоустоунском национальном парке или соизмеримо с мощностью 20 угольных электростанций. А это в 10 раз больше, чем предсказывали ученые на основании известных науке источников разогрева.
    Что это за источник энергии – науке неизвестно. Но именно благодаря этому таинственному источнику энергии Энцелад выбрасывает на высоту сотен километров фонтаны воды, которая оказалась соленой. Кроме того, в фонтанах обнаружены органические соединения.
    Но и это еще не все. В апреле прошлого года подтвердилось существование электрической цепи между Энцеладом и Сатурном. Суть в том, что частицы фонтанов Энцелада, ионизируясь, попадают в магнитное поле гигантской планеты и генерируют электрический ток. Таким образом, в космосе возникает титанических размеров природный магнитогазодинамический генератор. Ученые с помощью зонда «Кассини» обнаружили и место на Сатурне, куда входят электрические токи с Энцелада – это пятно площадью со Швецию, соизмеримое по яркости с полярным сиянием на Земле.
    Все это вместе: соленая вода, неизвестно откуда взявшаяся энергия и природная электрическая цепь космического генератора – вызывает особый интерес у астробиологов. Ведь по современным представлениям, все это – как раз то, что нужно, для того чтобы могла зародиться жизнь.
    Судя по всему, теперь Энцелад становится на первое место в Солнечной системе для поиска жизни. Астробиологи предполагают, что эти энцеладовские микроорганизмы могли бы использовать водород для синтеза метана из углекислого газа, – это известно и на Земле. Возможно, они используют для питания ацителен, преобразовывая его в этанол и уксусную кислоту. В конечном итоге, было бы достаточно оценить соотношение в образцах Энцелада содержание углерода-12 и углерода-13. Мертвая природа в своих процессах не делает разницы между ними, а вот живая природа предпочитает иметь дело с легкими изотопами. А значит, если образцы газов с Энцелада будут богатыми углеродом-12, это станет серьезным доводом в пользу существования там жизни.
    Теперь представим себе, что такой Энцелад, который является, по сути, лабораторной колбой Миллера-Юри объемом с американские Великие озера, по каким-либо причинам падает на водную планету. И жизнь, которая зародилась в этой колбе, выплескивается в окружающую среду. Может быть, Энцелад – это такое своеобразное яйцо, икринка нынешней, а может, и будущей жизни? Возможно, и наша земная жизнь появилась из такого грандиозного яйца. Правда, тут же можно задаться вопросом: эти яйца образуются сами? Или кто-то заботливо их снес, чтобы обеспечить и электрическим током, и теплом? Тут как раз открывается простор для фантазии.
    Например, можно предположить (и это будет вполне научно), что внутри Энцелада действует искусственный источник энергии, что-то вроде ядерного реактора. Этот источник был специально помещен в него, чтобы разогреть воду, инициировать появление фонтанов и, как следствие, запустить работу природного магнитогазодинамического генератора. Кто бы мог засунуть его туда? Инопланетяне, которые выращивают цивилизации, этакие вселенские лаборанты, которые для нас «сами боги»? Или это просто рухнувший инопланетный корабль? А может, какая-то неизвестная нам форма переноса энергии? А если нет, то что? Вопросы по Энцеладу растут как снежный ком.
    В первых рядах исследователей, стремящихся к заветному Энцеладу, – немцы. Они уже разрабатывают проект автономного исследовательского модуля, который будет сброшен в районе южного полюса и проплавит ледяную оболочку планетки примерно на 100–200 метров, отбирая образцы. В успех такой миссии позволяют верить результаты российских опытов в Антарктике. Беда только в том, что через несколько лет изменится положение Земли и Сатурна относительно Юпитера, который служит своеобразной пращой, разгоняющей к Сатурну космические аппараты.
    И, тем не менее, энтузиазм ученых растет. Одни не распространяют свои фантазии дальше сложных аминокислот и прочих начальных кирпичиков жизни или специфических энергетических источников, а другие – надеются найти настоящий океан, полный микробиологического бульона, то самое «космическое яйцо», космическую капсулу жизни. А самые большие космические оптимисты верят, что Энцелад и его чудеса – это особый знак землянам, который, как в романе Артура Кларка «Одиссея XXI века», оставлен нам инопланетянами, чтобы мы сделали новый рывок на пути нашей эволюции». (10.04.2012,12:13). 

    «Звездные врата» на Энцеладе

    Федор Дергачев

    «Лететь к Энцеладу (спутнику Сатурна) и проводить раскопки в недрах под поверхностью его Южного полюса… возможности нет… «Звездные врата» в указанном месте активированы и действуют в режиме генератора энергии - постоянно вырабатывают тепло (мощность 15,8 гигаватт), нагревая подповерхностный лёд. В результате в космос извергаются гигантские гейзеры водяного пара под давлением (подробнее см. «Генератор на Энцеладе» («Часть 6-А») и «Часть 6-Б»).


    (Разрабатывался проект «Тандем», предусматривающий изучение Энцелада в середине столетия, но Европейское Космическое Агенство от его реализации отказалось)»(«1-я Книга Федора. Послесловие», раздел "Блеск и нищета «Хозяев игры»". 4 июня 2014 года). 


    [Последние изменения внесены 17 октября 2014 года]

    «Земля и Вселенная». Часть 28. «Уран: странное поведение газового гиганта». http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/11/28.html .

    На эту тему: 
    «"Генератор" на Энцеладе»(1 декабря 2011 года).
    «Реален ли приливно-отливный нагрев Энцелада»(13 января 2014 года).

6 комментариев:

  1. "Энцелад демонстрирует признаки гидротермальной деятельности" (12 марта 2015). http://www.theuniversetimes.ru/encelad-demonstriruet-priznaki-gidrotermalnoj-deyatelnosti.html

    ОтветитьУдалить
  2. Возможна ли миссия к Энцеладу в 2021 году?

    "...В феврале 2014 года NASA начало 13-й отбор в рамках программы Discovery. Ключевые требования к предлагаемым проектам:

    а) Их общая стоимость не должна превышать 450 миллионов долларов. Если аппарат будет оснащен лазерной системой связи, в качестве поощрения бюджет можно будет увеличить еще на 30 миллионов долларов.

    б) К 31 декабря 2021 года миссия должна быть полностью готова к запуску.

    В настоящее время в рамках этой программы NASA получило свыше двух десятков заявок – среди них есть миссии по исследованию Луны, астероидов, комет, атмосферы Венеры, Фобоса, Ио. В этом месяце из всех них будут выбраны две самые перспективные, после чего начнется второй этап отбора, который продлится год. Итоговый победитель будет объявлен в сентябре 2016 года.

    Одной из наиболее сильных заявок считается проект "Enceladus Life Finder" (ELF). Его авторы предлагают запустить исследовательский зонд к спутника Сатурна Энцеладу, целью которого будет поиск на нем признаков жизни.

    510-километровый Энцелад стал одной из главных находок миссии «Кассини». Конечно, о существовании спутника было известно и раньше, но никто не подозревал, что такое маленькое тело может проявлять такую большую активность. Шлейфы испускаемые гейзерами Энцелада настолько мощные, что их хватает чтобы сформировать одно из колец Сатурна. Кроме того, Энцелад это первое тело Солнечной системы параметры подповерхностного океана которого удалось точно установить. Он находится в районе южного полюса планеты, под 30-40 километрами льда, и его глубина составляет до 10 километров.

    Сейчас Энцелад считается одним из самых перспективных мест в Солнечной системе для поисков жизни. Конечно, существует еще Европа – огромный ледяной мир в окрестностях Юпитера, к которому в 2020-е годы будут направлены сразу два аппарата. Но в случае с Европой есть важный фактор, которые осложняет любые миссии к ней. Это мощнейшие радиационные пояса Юпитера которые пагубно влияют как на электронику, так и на потенциальную органику которую там надеются найти. Ну и кроме того, толщина ледяного покрова Европы согласно оценкам достигает 100 километров. Конечно, судя по данным наблюдений там тоже есть гейзеры, но их выбросы не настолько постоянны, как на Энцеладе.

    Энцелад в этом плане намного проще – радиационная обстановка там намного спокойнее, а постоянные выбросы позволяют получить пробу воды из океана даже не садясь на поверхность: аппарату достаточно просто пролететь через них и провести все анализы. Собственно, «Кассини» уже так делал, и в октябре повторит подобный маневр, но дело в том, что его приборы не рассчитаны на поиск сложной органики и тем более жизни – к сожалению, на момент проектирования миссии никто даже не подозревал, что Энцелад предоставит такую уникальную возможность.

    ELF же будет укомплектован двумя масс-спектрометрами, которые смогут провести детальное изучение воды и содержащихся в ней веществ. Кроме того, аппарат проведет три эксперимента, целью которых будет определить т.н. индикаторы жизни. Если они дадут положительный результат – это станет весьма серьезным аргументом в пользу обитаемости Энцелада.

    Если миссия будет одобрена, то ELF будет готов к старту к 2020 – 2021 году. Для запуска аппарата потребуется ракета Atlas V, путь до Сатурна займет 9.5 лет. Миссия рассчитана на 3 года работы, за которые ELF от 8 до 10 раз пройдет через выбросы Энцелада. Что касается наболевшего вопроса об источнике энергии аппарата, то авторы проекта заявляют, что смогут обеспечить необходимое питание с помощью солнечной энергии. Как известно, станция «Юнона», который в следующем выйдет на орбиту Юпитера, оснащена солнечными батареями площадью 60 квадратных метров. Проблема в том, что окрестности Сатурна получают почти в 4 раза меньше солнечного света, чем окрестности Юпитера. Тем не менее, авторы проекта заявляют, что это не станет проблемой для аппарата..." (2015-09-02, 09:12:00). http://kiri2ll.livejournal.com/271894.html

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Для поиска жизни на Энцеладе предложили запустить две новые миссии

      "Ученые предложили запустить две новые миссии, которые займутся поиском жизни на льдистом спутнике Сатурна Энцеладе. Такое предложение вызвано тем, что космическая станция "Cassini" за время 10-летнего изучения системы Сатурна так и не смогла ответить на вопрос, что же скрывается в океане Энцелада. Вместе с тем, спутник Сатурна считается фаворитом по поиску внеземной жизни в Солнечной системе. Об этом сообщает "New Scientist".

      "Cassini" совершила серию пролетов сквозь гейзеры, которые исходят из трещин в поверхности Энцелада. Вероятно, океан представляет собой щелочной раствор с уровнем рН 11 или 12, который мог быть образован путем реакции с богатыми железом породами. Такой раствор может стать благоприятной средой для образования жизни. Предполагается, что жизнь на Земле зародилась в таких же условиях.

      Вместе с тем, во время взятия проб гейзеров Энцелада 28 октября "Cassini" не смогла проверить уровень водорода в его водах. Последний пролет, запланированный на 19 декабря, должен предоставить новые данные, которых, вместе с тем, будет недостаточно для определения наличия микроорганизмов в водах Энцелада, поскольку станция не обладает соответствующим оборудованием.

      Джонатан Лунайн из Корнельского университета предложил решить эту проблему запуском к Энцеладу Аппарата по поиску жизни (Enceladus Life Finder или ELF). Аппарат, который будет оснащен более мощными инструментами, сможет пройти по стопам "Cassini" и собрать более точные данные, которые дополнят уже имеющиеся сведения. ЕLF будет оснащен более чувствительными спектрометрами. Один из них будет изучать пар, который исходит из трещин в поверхности Энцелада, а другой займется анализом твердых частиц. Такая комбинация позволит обнаружить наличие аминокислот, которые считаются строительными блоками жизни.

      Другой аппарат, который получил название LIFE (Life Investigation For Enceladus) предполагает альтернативный подход: сбор образцов из гейзеров Энцелада и передачу их в специальной капсуле на Землю для подробного изучения. В основе работы аппарата будет плутониевая батарея, поэтому он не может быть профинансирован NASA, поскольку агентство против использования радиоактивных материалов. Кроме того, некоторые исследователи выступают против принесения на Землю образцов, взятых с других космических тел, поскольку возможные микроорганизмы, которые будут в них содержаться, могут оказаться губительными для жизни на нашей планете.

      Ранее исследователи предположили, что гидротермальная активность Энцелада может поддерживать существование в его подледном океане хемоавтотрофных форм жизни. По мнению ученых, Энцелад сформировался на ранних этапах развития Солнечной системы, а его каменное ядро по составу напоминает примитивные метеориты, которые содержат в себе такие минералы, как серпентин и сапонит. Эти соединения обеспечивают Энцелад водородом и теплом, необходимыми для существования хемоавтотрофных форм жизни. На Земле такие организмы представлены бактериями, которые получают энергию и органику из химических реакций окисления неорганических соединений". (16 декабря 2015 в 13:11). http://zn.ua/TECHNOLOGIES/dlya-poiska-zhizni-na-encelade-prelodili-zapustit-dve-novye-missii-198827_.html

      Источник: "Two missions face off to seek life in icy seas of Enceladus". (15 December 2015). https://www.newscientist.com/article/dn28675-two-missions-face-off-to-seek-life-in-icy-seas-of-enceladus/

      Удалить
    2. Юрий Мильнер планирует отправить космический корабль на Энцелад

      "Два самых перспективных объекта в Солнечной системе сейчас — это спутник Юпитера Европа и спутник Сатурна Энцелад. NASA планирует отправить миссию на Европу, а вот на Энцелад, возможно, полетит совсем другой корабль.

      Сейчас NASA строит космический корабль под названием Europa Clipper, который планирует запустить к спутнику Юпитера в начале 2020-х годов. А вот на Энцелад никаких официальных миссий пока не планируется.

      Такое расположение дел решил изменить Юрий Мильнер. Русский миллиардер совместно со Стивеном Хокингом уже объявил о проекте Breakthrough Starshot, в рамках которого планирует послать нанокорабль к Проксиме Центавра, и запустил инициативу Breakthrough Listen, согласно которой мощнейшие радиотелескопы будут искать сигналы внеземных цивилизаций. Теперь компания Breakthrough Initiatives Мильнера заинтересовалась Энцеладом.

      «Мы создали небольшую рабочую мастерскую, мозговой центр, работающий над одной идеей: сможем ли мы отправить относительно дешевую и частную экспедицию к Энцеладу, причем довольно быстро?» — сказал Мильнер на космическом саммите «Новая космическая эпоха». Если Мильнер действительно всерьез займется этой проблемой и добьется результатов, то это станет историческим прецедентом: первой частной экспедицией на такое дальнее расстояние.

      Миллиардера интересует выбросы на поверхности Энцелада, которые засек «Кассини». Только у южного полюса спутника бьют около 100 гейзеров причем на огромную высоту. Будущему зонду не надо будет даже садиться на поверхность спутника, достаточно будет пролететь сквозь струю гейзера, тогда как на Европе придется бурить минимум 15-километровый слой льда.

      Более того, судя по данным «Кассини» на дне Энцелада есть гидротермальные источники, а значит, там потенциально может быть жизнь.

      Никаких точных данных по поводу инициативы Мильнера пока нет: ни хотя бы примерного графика, ни понимания, каким будет корабль. Но если у него получится, то это станет историческим событием — первой экспедицией за пределы пояса астероидов, отправленной без государственной помощи". (15 ноября 2017, 17:30). https://www.popmech.ru/technologies/news-396832-yuriy-milner-planiruet-otpravit-kosmicheskiy-korabl-na-encelad/

      Удалить
  3. Подповерхностный океан Энцелада является глобальным, а не сосредоточен лишь под Южным полюсом

    "Всю поверхность одного из спутников Сатурна - Энцелада - занимает океан, плещущийся под ледяной коркой, сковывающей это небесное тело. К такому выводу пришел коллектив ученых, которые провели новое исследование на основании данных, полученных с американской автоматической межпланетной станции "Кассини", работающей у Сатурна.

    Согласно заключениям специалистов, выявленные колебания Энцелада при его передвижении по орбите вокруг Сатурна свидетельствуют о том, что спутник не является насквозь промерзшим от поверхности до ядра. Наблюдаемые маятникообразные колебания Энцелада при обращении вокруг Сатурна "оказались бы значительно меньше", если бы "поверхность и ядро (спутника) были бы жестко соединены", заявил Мэтью Тискарино из Института... Маунтин-Вью (штат Калифорния). По словам Тискарино, "это доказывает, что (на Энцеладе) должен быть охватывающий его целиком слой жидкости, отделяющий поверхность от ядра".

    В свою очередь руководитель проекта, результаты которого публикуются в американском астрономическом журнале "Икарус", Питер Томас из Корнеллского университета (штат Нью-Йорк) отметил, что экспертам потребовались "годы наблюдений". "Но мы уверены, что наконец правильно все поняли", - добавил Томас..." (16 сентября, 11:42). http://tass.ru/nauka/2265756

    "В апреле 2014 года были опубликованы результаты исследования, посвященного вычислению характеристик подповерхностного океана 510-километрового Энцелада – самого геологически активного спутника Сатурна. Проанализировав собранные аппаратом «Кассини» данные о гравитационном поле спутника, исследователи пришли к выводу, что на глубине 30-40 километров под южным полюсом Энцелада находится региональный океан толщиной около 10 километров.

    Вчера же в журнале "Icarus" вышла статья с результатами нового исследования, посвященного океанам Энцелада. Его авторы использовали не только гравитационные данные, но и семилетний архив снимков самого Энцелада, сделанных аппаратом «Кассини» во время неоднократных пролетов спутника. В результате они обнаружили слабое «раскачивание» Энцелада во время его движения по орбите вокруг Сатурна.

    Далее, исследователи создали несколько моделей внутреннего строения спутника – в некоторых из них недра Энцелада были полностью заморожены, в других же он располагал подповерхностными водоемами различного объема. В итоге оказалось, что наблюдаемому движению Энцелада наилучшим образом соответствует модель, в котором его подповерхностный океан являлся глобальным, а не сосредоточен лишь под южным полюсом..." (2015-09-16, 16:30:00). http://kiri2ll.livejournal.com/282049.html

    Источник: "Cassini Finds Global Ocean in Saturn's Moon Enceladus". (Sep. 15, 2015). http://saturn.jpl.nasa.gov/news/newsreleases/newsrelease20150915/

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Европейское космическое агентство: поверхность Энцелада прогревается изнутри

      "...Зонд «Кассини» неоднократно пролетал мимо Энцелада, спутника Сатурна. Оказалось, что здесь регулярно происходят извержения криовулканов, когда жидкая вода, пар и водяной лед, прорываясь через толстую ледяную кору, вылетает под давлением на большую высоту.

      На Энцеладе, как считают астрономы из НАСА и ЕКА, высока вероятность существования теплого подледного океана. Одно из подтверждений — как раз криовулканы, извержение которых в свое время снял даже «Вояджер». Сейчас специалисты ЕКА выяснили еще один важный момент. Оказывается, ледяная кора Энцелада прогревается изнутри, и уже в нескольких метрах от поверхности на несколько градусов теплее, чем было принято считать. Пока что ученые доказали нагревание коры Энцелада на Южном полюсе.

      Впервые астрономы получили доказательство существования криовулканов на Энцеладе в 2005 году, когда Кассини передал снимки спутника Сатурна на Землю. Фонтаны водяного пара и льда били из трещин в ледяном панцире спутника Сатурна регулярно.

      В 2005 году Кассини получил изображения Энцелада высокого разрешения. После анализа снимков стало ясно, что ледяная кора испещрена трещинами и кратерами...

      После детального изучения снимков с криовулканами стало ясно, что под поверхностью спутника Сатурна, скорее всего, находится теплый океан жидкой воды...

      Косвенным доказательством этого посчитали и колебания планетоида на орбите. Оказалось, что амплитуда этих колебаний больше, чем если бы Энцелад был полностью твердым...

      В конце прошлого и начале этого года астрономы из ЕКА занялись анализом данных, полученных в ходе изучения Энцелада при помощи микроволнового излучения. «Отпечаток» спутника Сатурна в микроволновом диапазоне был получено еще в 2011 году, когда Кассини пролетал над южным полюсом Энцелада. «В ходе этого сближения мы получили первые, и, к сожалению, последние данные о Южном полюсе Энцелада, полученные при помощи микроволн», — говорит Элис Ле Галл (Alice Le Gall), участница миссии Кассини из Университета Версаль-Сен-Кантен-ан-Ивелин. Для работы в микроволновом диапазоне на Кассини установлен инструмент RADAR.

      «Наблюдения такого типа позволили понять, что происходит под поверхностью. Результаты изучения полученной информации показывают, что первые несколько метров подповерхностного льда гораздо теплее, чем мы могли ожидать», — говорит Ле Галл. — «Эти данные не могут объясняться лишь излучением Солнца или нагревом со стороны Сатурна, должен быть дополнительный источник тепла».

      Возможно, источник тепла — геологическая активность Энцелада. Только не ледовой коры, а уже мантии и истинной коры. Ученые уже знают, что в прошлом Энцелада случались масштабные геологические события. Скорее всего, скрытая активность такого типа идет и сейчас.

      Несмотря на то, что получены данные лишь о небольшом участке поверхности Южного полюса, есть основания полагать, что снизу прогревается весь полюс. Скорее всего, считают специалисты, океан плещется подо льдом мощностью в 2 километра. Эти предположения вполне соответствуют результатам еще одного исследования, посвященного выяснению толщины ледовой коры на Энцеладе. По мнению Одрея Кадека (Ondrej Cadek), опубликовавшего научную работу по Энцеладу в прошлом году, толщина льда на спутнике Сатурна составляет около 18-22 км. Но на Южном полюсе мощность льда снижается до показателя меньше 5 км.

      По мнению коллег Кадека, нагревание Энцелада осуществляется подледным источником/источниками тепла...

      «Эти результаты открывают новые перспективы...», — говорит Николас Альтобелли, специалист ЕКА. — «Если подледное море Энцелада действительно находится так близко к поверхности, как показывают результаты изучения, то в будущем можно будет планировать миссию по запуску подледного зонда»..." (15.03. 2017 в 15:02). https://geektimes.ru/post/286948/

      Источник:
      "ENCELADUS' SOUTH POLE IS WARM UNDER THE FROST". (13 March 2017). http://sci.esa.int/cassini-huygens/58877-enceladus-south-pole-is-warm-under-the-frost/

      Удалить