Під час постійного прагнення розкрити таємниці Сатурна та його системи супутників було виявлено кілька справді захоплюючих і вражаючих речей. На додаток до таких речей, як метанові озера та багата пропаном атмосфера ( Титан ) до місяця, що нагадує Зірку Смерті ( пантоміми ), також стає абсолютно зрозумілим, що планета за межами Землі може містити внутрішні океани і навіть позаземні організми.
Ніде це не так очевидно, як на Енцеладі, шостому за величиною супутнику Сатурна, який також має деякі з найцікавіших характеристик у зовнішній Сонячній системі. Сюди входять довгі прожилки блакитного льоду, які нагадують смуги, не кажучи вже про дивовижні шлейфи водяного льоду, які періодично вибухають з південного полюса Місяця. Вони, у свою чергу, підвищують можливість рідкої води під поверхнею і, можливо, навіть життя!
Відкриття та найменування:
Відкритий у 1789 році Вільямом Гершелем, Енцелад названий на честь одного з гігантів у грецькій міфології. Фактично, всі великі супутники Сатурна названі на честь титанів, як припустив син Вільяма Гершеля, Джон Гершель. Він обрав ці імена, тому що Сатурн (відомий у грецькій міфології як Кронос) був батьком титанів.
На противагу цьому, відповідно до умов імен IAU для Енцелада, об’єкти названі на честь персонажів і місць із класичної історії.Тисяча і одна ніч(він жеАрабські ночі).Ударні кратери названі на честь персонажів, тоді як інші типи об’єктів, такі як ямки (довгі вузькі западини), спина (хребти), планітії (рівнини) і борозни (довгі паралельні борозенки), названі на честь місць.
Порівняння розмірів між кроніанським супутником Енцеладом, Місяцем і Землею. Авторство зображення: NASA/JPL-Caltech/Том Редінг
Розмір, маса та орбіта:
Маючи середній радіус 252 км, Енцелад за розміром еквівалентний 0,0395 Землі (або 0,1451 Місяця). Але з масою 1,08 × 10двадцятькг, це всього 0,000018 настільки ж масивне. Планета має дуже малий ексцентриситет (0,0047) і обертається навколо Сатурна на середній відстані (велика піввісь) 237 948 км між орбітами Мімаса і Тетіс.
Енцеладу потрібно 32,9 години (1,37 дня), щоб здійснити одну орбіту навколо Сатурна, і в даний час він перебуває в орбітальному резонансі середнього руху 2:1 з Діоною; це означає, що він здійснює дві орбіти Сатурна за кожну орбіту, здійснену Діоною. Цей вимушений резонанс підтримує ексцентриситет орбіти Енцелада і призводить до припливної деформації, а в результаті розсіювання тепла є основним джерелом тепла для геологічної діяльності Енцелада.
Як і більшість великих природних супутників Сатурна, Енцелад обертається синхронно зі своїм орбітальним періодом, залишаючи одну грань спрямованою на Сатурн. Планета також відчуває примусову лібрацію, коли вона, здається, коливається відносно інших супутників Сатурна, що також може забезпечити Енцелад внутрішнім джерелом тепла.
Склад і особливості поверхні:
Енцелад має щільність 1,61 г/см³, що вище, ніж у інших крижаних супутників Сатурна середнього розміру, що свідчить про склад, який містить більший відсоток силікатів і заліза. Вважається також, що він значною мірою відрізняється між геологічно активним ядром і крижаною мантією, між якими знаходиться рідкий водний океан.
Вимірювання сили тяжіння космічним кораблем NASA Cassini і Deep Space Network свідчать про те, що супутник Сатурна Енцелад таїть великий внутрішній океан під своїм південним полюсом.Кредит:NASA/JPL-Caltech
Існування цього рідкого водного океану було предметом наукових дебатів з 2005 року, коли вчені вперше спостерігали шлейфи, що містять водяну пару вивергає з південної полярної поверхні Енцелада. Ці реактивні літаки здатні випустити 250 кг водяної пари щосекунди на швидкості до 2189 км/год (1360 миль/год) і досягти 500 км у космос.
У 2006 році було встановлено, що шлейф Енцелада є джерелом Кільце Е Сатурна і активно поповнюйте його . За вимірами, зробленими с Кассіні-Гюйгенс Ці викиди складаються здебільшого з водяної пари, а також з незначних компонентів, таких як молекулярний азот, метан та вуглекислий газ. Подальші спостереження відзначали наявність простих вуглеводнів, таких як метан, пропан, ацетилен і формальдегід.
Комбінований аналіз зображень, мас-спектрометрії та магнітосферних даних свідчить про те, що спостережуваний південний полярний шлейф виходить із підземних камер під тиском. Інтенсивність вивержень значно змінюється через зміни орбіти Енцелада. В основному, шлейфи приблизно в чотири рази яскравіші, коли Енцелад знаходиться в апоапсисі (найдалі від Сатурна), що узгоджується з геофізичними розрахунками, які передбачають, що південні полярні тріщини будуть під меншим стисненням, що відкриває їх ширше.
Існування підземних вод було підтверджено завдяки доказам, наданимКассінімісії в 2014 році. Це включало вимірювання гравітації, отримані під час облітів 2010-2012 років, які підтвердили існування південної полярної підземний океан рідкої води в межах Енцелада з товщиною близько 10 км.
Художник зображує можливу гідротермальну активність, яка може відбуватися на морському дні Енцеладу та під ним. Авторство і права: NASA/JPL
Крім того, під час Проліт 14 липня 2005 року , зонд Cassini також виявив наявність внутрішнього тепла, що виходить, у південній полярній області. Ці температури були занадто високі, щоб їх можна було приписати сонячному нагріванню, і в поєднанні з активністю гейзерів, здавалося, вказували на те, що всередині планети все ще геологічно активна.
Подальші дослідження за результатами вимірювань лібрації Енцелада, коли він обертається навколо Сатурна, свідчать про те, що вся крижана кора відокремлена від кам’яного ядра, що означало б, що океан під його поверхнею охоплює всю планету. Обсяг лібрації означає, що цей глобальний океан має глибину приблизно від 26 до 31 кілометра (порівняно із середньою глибиною океану Землі 3,7 кілометра).
Спостереження за поверхнею Енцелада виявили п’ять типів місцевості – кратерована місцевість, гладка (молода) місцевість, рельєфна місцевість (часто межує з гладкими ділянками), лінійні тріщини, уступи, западини та борозенки. Дослідження рельєфу з кратерами, гладких рівнин та інших особливостей вказують на рівень відновлення поверхні, що свідчить про те, що тектоніка є важливим фактором в геологічній історії Енцелада.
Останні спостереження заКассінідозволили детальніше розглянути розподіл і розмір кратерів. Ці особливості були названі IAU на честь персонажів і місць з перекладу БертонаКнига «Тисяча й одна ніч».– тобто кратер Шахразад, рівнини Діяр, западина Анбар.
Художнє враження від вигляду Сатурна з Енцелада з гейзерами, що вивергаються праворуч на передньому плані. Авторство: Майкл Керролл
На гладких рівнинах переважає свіжий чистий лід, який дає Енцеладу, можливо, найбільш відбиваючу поверхню в Сонячній системі (з візуальним геометричним альбедо 1,38). У цих областях мало кратерів, що вказує на те, що їм, ймовірно, молодше кількох сотень мільйонів років. Крім того, свідченням цього є відносна молодість цих регіонів кріовулканізм та інші процеси активно оновлюють поверхню.
Старіший рельєф не лише утворений кратерами, але також спостерігалися численні тріщини, що свідчить про те, що поверхня зазнала значної деформації з моменту утворення кратерів. Деякі області показують регіони без кратерів, що вказує на серйозні події відновлення поверхні в геологічно недавньому минулому. Тріщини, рівнини, гофрований рельєф та інші деформації земної кори також вказують на те, що Енцелад геологічно активний.
Одним з найбільш драматичних типів тектонічних особливостей Енцелада є його рифтові каньйони. Ці каньйони можуть мати довжину до 200 км, ширину 5–10 км і глибину 1 км. Такі об’єкти геологічно молоді, оскільки перетинають інші тектонічні об’єкти та мають різкий рельєф рельєфу з помітними виступами вздовж обривів.
Докази тектоніки на Енцеладі також походять із жолобчастої місцевості, що складається з смуг вигнутих утворень і хребтів, які часто відокремлюють гладкі рівнини від кратерних областей. Іншим є глибокі тріщини, які часто зустрічаються в смугах, що перетинають кратерний рельєф, і на які, ймовірно, вплинуло утворення ослабленого реголіту, утвореного ударними кратерами.
Енцелад, який показує знамениту особливість «Тигрові смуги» - серію розломів, скріплених з обох боків різнокольоровим льодом. Авторство: NASA/JPL/Інститут космічних наук
Лінійні канавки також можна побачити, що розрізають інші типи місцевості, як-от пояси канавок і хребтів. Як і глибокі розриви, вони є одними з наймолодших об’єктів на Енцеладі. Однак деякі лінійні борозенки були пом’якшені, як і кратери поблизу, що свідчить про те, що вони старші. Хребти також спостерігалися на Енцеладі, хоча вони відносно обмежені за протяжністю і досягають одного кілометра у висоту.
Інші цікаві функції включають « Тигрові смуги “: серія розломів, обмежених з обох боків хребтами в південній полярній області, які оточені грубозернистим водяним льодом м’ятно-зеленого кольору. Ці тріщини, здається, є наймолодшими об’єктами в цьому регіоні, і в поєднанні з відсутністю ударних кратерів у цій області є ще одним доказом геологічної активності.
Атмосфера:
Супутник Сатурна Енцелад має атмосферу більшу, ніж у всіх інших у Сонячній системі, за винятком Титан . Джерело атмосфери пояснюється періодичним кріовулканізмом, який призводить до виходу газів і пари з поверхні або всередині. Свідченням розрідженої атмосфери свідчать показання магнітометра, наданіКассініРозслідування в 2005 році.
Це полягало у підвищенні детекції в потужності іонних циклотронних хвиль, які виникають при взаємодії іонізованих частинок і магнітних полів. Під час наступних двох зустрічей команда магнітометрів визначила, що гази в атмосфері Енцелада зосереджені над південною полярною областю, а щільність атмосфери на відстані від полюса була набагато нижчою.
Гейзери водяної пари, що вивергаються з південного полюса Енцелада. Авторство і права: NASA/JPL
Як і вміст струменевих шлейфів, ця атмосфера складається переважно з водяної пари (91%), але також має ознаки незначних компонентів, таких як молекулярний азот (4%) і вуглекислий газ (3,2%). Були також докази наявності простих вуглеводнів, які мають форму метану (1,7%), а також невелику кількість пропану, ацетилену та формальдегіду.
Придатність для проживання:
З моменту відкриття гейзерів Енцелада і доказів, що свідчать про внутрішній океан, вчені припускають можливість існування життя на Енцеладі. Оскільки він відбиває так багато сонячного світла, середня температура поверхні опівдні досягає лише -198 °C, що робить його дещо холодніше, ніж інші супутники Кроніан. Однак всередині ядра існує безліч ознак життя.
Його резонанс з Діоною збуджує її орбітальний ексцентриситет, який припливні сили зволожують, що призводить до припливного нагрівання його внутрішньої частини. Це дає можливе пояснення його геологічної активності, а також припускає, що внутрішні океани тепліші ближче до ядра. Крім того, геологічні моделі показали, що велике скелясте ядро є пористим, що дозволяє воді протікати через нього для збору тепла.
ДО модель океану Енцелада створений Крістофером Р. Глейном та ін. (2015) припускають, що він має лужний рН від 11 до 12. Цей високий рН (лужний) інтерпретується як наслідок серпентинізації хондритної породи, що призводить до утворення молекулярного водню (H²). Це геохімічне джерело енергії може метаболізуватися мікробами метаногену, щоб забезпечити енергією для життя.
Наявність внутрішнього солоного океану з джерелом енергії та простими органічними сполуками є вагомими ознаками того, що мікроби можуть існувати ближче до ядра, де вода тепла і існують основні будівельні блоки життя.
Дослідження:
Хоча вперше його виявили в кінці 18 століття, астрономи багато століть не знали про цей місяць. Лише після того, як його вперше відвідали двоє з NASA Подорожувати космічного корабля у 1980-х роках, що деякі речі стали очевидними щодо Енцелада.
Враження художника про досягнення «Вояджера-1» до Сатурна та його системи супутників. Авторство зображення: NASA/JPL – Caltech
Для початкуПодорожуватимісії показали, що діаметр планети становить лише 500 км (310 миль), що становить менше однієї десятої діаметра найбільшого супутника Сатурна Титана. Вони також відзначили, що більша частина поверхні вкрита свіжим чистим льодом; надає йому чистий, білосніжний вигляд, який також притягує майже 100% сонячного світла, що потрапляє на його поверхню.
TheПодорожувати1Місія також підтвердила, що Енцелад був вбудований в найщільнішу частину дифузного Е-кільця Сатурна. У поєднанні з видимим молодим виглядом поверхні,Подорожувативчені припустили, що E-кільце складалося з частинок, що вийшли з поверхні Енцелада. TheПодорожі 2mission забезпечила кращі фотографії, ніж її попередник, що підтверджує наявність молодості поверхні, а також інші особливості.
До 2005 рКассінікосмічний корабель почав виконувати численні близькі обльоти Енцелада, більш детально розкриваючи його поверхню та навколишнє середовище. Зокрема,Кассінівиявив багаті водою шлейфи, що виходять з південного полярного регіону Енцеладу, що стало предметом багатьох досліджень і спекуляцій.
Кассінінадав вагомі докази того, що Енцелад має океан з джерелом енергії, поживними речовинами та органічними молекулами, що робить Енцелад одним з найкращих місць для вивчення потенційно придатного для життя середовища для позаземного життя.Навпаки, вода вважалася на супутнику Юпітера Європа знаходиться під значно товстішим шаром льоду.
Художня ілюстрація космічного корабля «Кассіні». Автор зображення: NASA/JPL
КассініОстанній обліт відбувся 14 жовтня 2015 року, пройшовши повз Місяць на висоті 1839 кілометрів (1142 милі) над північним полярним регіоном. Це було впершеКассінізміг спостерігати північну полярну область через те, що в усіх попередніх випадках північний регіон переживав свій зимовий цикл і був прихований темрявою.
Інструменти Кассіні зробили знімки багатьох поверхневих об’єктів, включаючи кратери (багато з яких виглядають так, ніби тануть), переломи та зморшки. Вважається, що останні ознаки вказують на те, що швидкість обертання Місяця змінилася, що може бути ще однією ознакою того, що поверхня зазнала кілька епізодів геологічної активності протягом більшої частини свого життя.
ВідкриттяКассінізроблені в Енцеладі спонукали до вивчення концепцій подальшої місії. У 2013 році NASA запропонувало можливе місія з поверненням зразків до Енцелада, що включатиме недорогий орбітальний апарат. Ця місія розпочнеться протягом 2020-х років і триватиме 15 років.
Ще одна пропозиція щодо обльоту зонду, відома як Подорож на Енцелад і Титан (JET) аналізуватиме вміст шлейфуна місці.Запропонована у відповідь на повідомлення НАСА про відкриття в 2010 році, місія включатиме орбітальний апарат, який проводить дослідження Енцелада і Титану за допомогою мас-спектроскопії високої роздільної здатності, оцінюючи їх на біологічний потенціал.
The Німецький аерокосмічний центр також запропонував вивчати придатність для життя підземного океану Енцелада за допомогою Енцелад Дослідник , і дві концепції місії, орієнтовані на астробіологію ( Enceladus Life Finder і Дослідження життя Енцелада ). У 2007 році Європейське космічне агентство (ESA) запропонувало відправити зонд на Енцелад в рамках місії, яка буде поєднана з дослідженнями Титана, відомого як TandEM (Місія «Титан і Енцелад»).
Крім того, є Місія системи Титан Сатурн (ЦСМ), спільна пропозиція флагманського класу NASA/ESA для дослідження супутники Сатурна (з акцентом на Енцелад).ЦСМзмагався проти Місія системи Європа Юпітер (EJSM) пропозиція щодо фінансування. У лютому 2009 року було оголошено, що NASA/ESA надалиEJSMпріоритет місії попередуЦСМ, хочаЦСМбудуть продовжувати вивчатися та оцінюватися.
Енцелад є привабливою мішенню для майбутніх досліджень і розвідок, і недарма. Для початку, це одне з небагатьох тіл Сонячної системи (поряд із Землею, Іо та Тритон ) мати підтверджену сучасну вулканічну активність. По-друге, очевидна можливість існування життя під його крижаною поверхнею, як і Європа. Але з Енцеладом дістатися до місця, де ми могли б вивчати це життя, було б набагато легше.
Таким чином, майже напевно, що будь-які місії до Сатурна та/або зовнішньої Сонячної системи в найближчі роки, ймовірно, передбачатимуть близький обліт Енцелада. Можливо, ми навіть зайдемо в посадковий модуль і водний дослідник, щоб оглянути поверхню та пік під ним!
Ми написали багато статей про Енцелад для Universe Today. Ось стаття про сіль, знайдена в шлейфах з Енцелада , і можливість рідкого океану на Енцеладі .
І ось підсумок Найцікавіші відкриття Кассіні .
Якщо ви хочете більше інформації про Енцелад, перегляньте Посібник NASA з дослідження Сонячної системи , а ось посилання на a класне мозаїчне зображення Енцелада .
Ми записали епізод Astronomy Cast про супутники Сатурна. Слухай сюди, Епізод 61: Супутники Сатурна .
Джерела:
