Новый анализ одного из спутников Сатурна предполагает, что он может скрывать жидкий океан. Новым подозреваемым является Мимас – маленькая луна с большим кратером, который придаёт ей сходство со «Звездой смерти» из «Звёздных войн».
Согласно новому исследованию, небольшое своеобразное колебание этой луны, обнаруженное астрономами, может быть результатом наличия жидкого внутреннего океана.
Если это так, Мимас присоединится к другим лунам Солнечной системы, таким как Европа и Энцелад, в категории «IWOW» (interior water ocean worlds – внутренние водные океанические миры). Но если так, то это IWOW, которого мы никогда раньше не видели, расширяющее наше понимание того, что возможно.
«Поскольку поверхность Мимаса сильно изрыта кратерами, мы думали, что это просто замерзшая глыба льда», — говорит геофизик Алисса Роден из Юго-Западного научно-исследовательского института.
«IWOW, такие как Энцелад и Европа, как правило, имеют трещины и демонстрируют другие признаки геологической активности. Оказывается, поверхность Мимаса обманывала нас, и наше новое понимание значительно расширилось в определении потенциально обитаемого мира в нашей Солнечной системе и вне ее.”
Здесь, на Земле, жизнь в основном зависит от солнечного света. Но есть несколько мест, где организмы могут процветать в полной темноте.
На дне океана находится одно из них – рядом с гидротермальными источниками, которые выделяют тепло и питательные вещества из недр Земли. Здесь жизнь зависит не от фотосинтеза, а от хемосинтеза, и использует химические реакции для синтеза пищи.
Этот вариант стал актуальным для наших поисков внеземной жизни, когда было обнаружено, что спутник Юпитера Европа и спутник Сатурна Энцелад содержат жидкие океаны под своей ледяной коркой.
Геологическая активность глубоко внутри лун, вызванная приливным растяжением и сжатием, которые вызываются гравитационным взаимодействием с соответствующими планетами, генерирующим достаточно тепла, чтобы вода под поверхностью не замерзла.
Однако Мимас, похоже, не принадлежит к этой группе спутников. Он ближе к Сатурну и имеет более эксцентричную (эллиптическую) орбиту, чем Энцелад, что означает, что он должен испытывать более сильные приливы; однако его активность намного ниже, чем у Энцелада.
Это привело ученых к выводу, что Мимас, вероятно, был полностью заморожен и, следовательно, менее подвержен деформации.
Но дразнящая проблема его либрации, или физического «колебания», обнаруженного зондом «Кассини» для Сатурна, осталась. Если бы Мимас был твердым, он не должен был бы шататься таким образом.
Либрация луны предполагает, что либо у нее есть дифференцированное ядро, либо жидкий океан — что-то, что препятствует жесткому соединению ядра с поверхностью, позволяя последней перемещаться.
Роден и ее команда хотели исследовать возможность наличия жидкого океана. Им нужно было решить проблему генерации и рассеивания достаточного количества тепла из недр луны, чтобы удерживать воду внутри луны в жидком состоянии, сохраняя при этом очень толстую замороженную внешнюю оболочку.
«Большую часть времени, когда мы создаем эти модели, нам приходится их настраивать, чтобы получить то, что мы наблюдаем», — объясняет Роден. «На этот раз доказательства существования внутреннего океана просто выскочили из самых реалистичных сценариев стабильности ледяного панциря и наблюдаемых либраций».
Согласно их моделям, ледяной панцирь Мимаса имеет толщину от 24 до 31 километра (от 15 до 20 миль), под которым находится глобальный океан. Поскольку диаметр Мимаса составляет всего 396 километров (246 миль), он (панцирь) очень толстый по сравнению с ледяным панцирем Энцелада, имеющим толщину от 5 до 35 километров при диаметре 513 километров.
Команда также обнаружила, что поток тепла от поверхности Мимаса, вероятно, очень чувствителен к толщине льда в любом регионе. Будущие зонды должны иметь возможность измерять это напрямую, как на Мимасе, так и на других IWOW.
Наконец, модели предполагают, что в дополнение к жидкому океану Мимас также имеет дифференцированное ядро. Это противоречит нашим предыдущим моделям эволюции Мимаса, поскольку ранняя дифференциация Луны должна была дать орбиту, сильно отличающуюся от той, которую она имеет сегодня. Это делает Мимас потенциально очень интересным для дальнейшего исследования и изучения.
«Хотя наши результаты подтверждают наличие современного океана на Мимасе, сложно согласовать орбитальные и геологические характеристики спутника с нашим нынешним пониманием его тепловой орбитальной эволюции», — говорит Роден .
«Оценка статуса Мимаса как океанической луны позволила бы сравнить модели его формирования и эволюции. Это помогло бы нам лучше понять кольца Сатурна и спутники среднего размера, а также распространенность потенциально пригодных для жизни океанических лун, особенно спутников Урана, объектов для дальнейшего расследования».
Исследование опубликовано в журнале Icarus.
Источник: The Moon That Resembles The Death Star Has Been Hiding Another Epic Secret
Научная статья: The case for an ocean-bearing Mimas from tidal heating analysis