Замерзшая луна Сатурна Энцелад содержит соленый жидкий океан под своей земной корой, и он выбрасывает образцы, как будто отважные космические путешественники пробуют его ледниковое совершенство. 28 октября это именно то, что сделает орбитальный аппарат НАСА Кассини, совершив самое глубокое погружение в жидкие струи, вылетающие в космос.
Связанный контент
- Буря над северным полюсом Сатурна изменила цвета
- Есть ли у Ледяного Плутона скрытый океан? Новые горизонты предлагают новые подсказки
- Потрясающие новые виды на Энцелад, 6-ю по величине луну Сатурна
- Эти инструменты помогут НАСА выяснить, может ли жизнь процветать на Европе
Погружение через шлейфы позволит увидеть содержимое этого инопланетного океана, а также понять, есть ли гидротермальные жерла, действующие на дне ледяной луны. Крайне важно, что близкий проход этой недели будет последним визитом Кассини в Энцелад, поэтому астрономы надеются получить как можно больше свежих данных о его водной глубине.
«Прошли годы с тех пор, как у нас был близкий полет Энцелада, поэтому у нас было много времени, чтобы взглянуть на эти данные», - говорит ученый Кассини Марк Перри из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса в Мэриленде. «У нас много открытых вопросов, и теперь осталось не так много flybys, чтобы попытаться на них ответить».
Когда в 1997 году была запущена миссия Кассини, ученые уже знали, что в Энцеладе было что-то странное. Луна была ярче, чем ожидалось, когда ее видели в телескоп, и изображения с миссий Вояджер показали необычную морщинистую поверхность.
Затем, в июле 2005 года, на снимках Кассини было обнаружено огромное облако водяного пара над южным полюсом луны, образованное яркими струями водяного льда, стреляющими с поверхности. Дальнейший анализ показал, что шлейфы приходят из-под коры.
«[Энцелад] должен был замерзнуть четыре миллиарда лет назад!» Перри говорит. «Ни в коем случае в нем не должно быть жидкости, не говоря уже о том, чтобы выкачивать его».
Источник гейзеров некоторое время оставался загадкой. Сначала ученые подумали, что гейзеры могут рисовать из небольшого местного подземного пруда. Только недавно данные гравитации Кассини помогли астрономам определить, что жидкий океан лежит под поверхностью всей луны.
Водные гейзеры стреляют с южного полюса Энцелада на этом снимке Кассини с 2010 года. (NASA / JPL-Caltech / Институт космических наук) Предыдущие проходы Кассини через шлейфы показали, что они содержат соль и органический материал, намекая на то, что этот океан содержит возможные строительные блоки для жизни. И, к восторгу астробиологов, недавний анализ пыли вокруг Сатурна показал, что поток частиц, исходящий из перьев Энцелада, содержит крошечные зерна, богатые кремнеземом, которые, вероятно, образовались вокруг гидротермальных жерл.
На Земле гидротермальные жерла в глубоком океане могут поддерживать целые сообщества жизни, и они могут даже быть одним из мест, где живые организмы впервые появились на нашей планете. Подтверждение гидротермальной активности на Энцеладе было бы сильным признаком того, что маленькая луна в настоящее время имеет среду, подходящую для жизни.
Перри работает с Ионным и Нейтральным Масс-Спектрометром (INMS), одним из двух инструментов, который будет выполнять ключевые измерения, пока Кассини проходит через шлейфы на этой неделе. INMS будет искать признаки водорода, происходящего из глубин под поверхностью Энцелада.
Предыдущие проходы через шлейфы обнаружили водород, но учёные пока не смогли определить, существует ли он сам по себе или обнаружены ли они в результате распада молекул воды. Для этого пролета INMS будет находиться в специальной открытой конфигурации, которая в конечном итоге покажет, поступает ли какой-либо водород из взаимодействия между породой и океаническим слоем в активных отверстиях.
«Это будет очень приятное, простое, прямое испытание этой идеи, что может быть естественная вентиляция водорода из Энцелада», - говорит Билл Маккиннон из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, еще один член команды INMS Кассини.
Иллюстрация, основанная на данных Кассини, показывает, как может выглядеть гидротермальная активность на Энцеладе. (NASA / JPL-Калифорнийский технологический институт) Кроме того, анализатор космической пыли Cassini будет искать органические частицы во время предстоящего погружения. Предыдущие образцы шлейфов идентифицировали летучие газы и органику, но с большего расстояния. Погружение на этой неделе пройдет в пределах 30 миль от южной полярной области, что, возможно, позволит космическому кораблю идентифицировать некоторые из более крупных частиц, которые быстро упадут обратно к поверхности.
«Поистине основным моментом будет глубокий отбор проб газа и ледяных частиц», - говорит ученая проекта Кассини Линда Спилкер из Лаборатории реактивного движения НАСА.
По мере погружения к планете космический корабль будет также отображать источник плюмов, структур, называемых тигровыми полосами, которые пересекают южный полюс Энцелада. Ученые до сих пор не уверены, что жидкость взрывается с поверхности в отдельных струях, или как широкие завесы материала, или как смесь двух. Пройдя сквозь перья, космический корабль развернется и захватит их, освещенных солнечным светом, потенциально помогая разгадать эту загадку.
У Кассини не будет больше времени изучать Энцелад, поскольку он совершит свой последний рейс по миру в декабре. Сам космический корабль находится в отличной форме, но почти не заправлен. Вместо того, чтобы потерять контроль и потерпеть крушение корабля в таких интригующих лунах, как Энцелад или туманный Титан, Кассини совершит безрассудное погружение между внутренними кольцами Сатурна в 2017 году, изучая верхнюю атмосферу планеты, прежде чем исчезнуть в ее глубинах - акт, который Спилкер называет "выходящим в сияние славы ".
«Мы узнали так много с миссией Кассини, что в некотором смысле переписали все книги на ледяных лунах», - сказал Спилкер.
Закрытие миссии означает, что могут пройти годы или десятилетия, пока мы не увидим наш следующий пристальный взгляд на ледяную луну. НАСА и Европейское космическое агентство совместно участвуют в предстоящей миссии JUICE по изучению Юпитера и трех его спутников, но ее запуск не запланирован до 2022 года. И миссия НАСА, посвященная луне Юпитера Европа, еще одному ледяному миру с подземным океаном и возможным шлейфы, находится в работе, но также не будет запускаться до 2020-х годов.
Тем не менее, Перри отмечает, что все, чему научились в Энцеладе, следует и дальше совершенствовать в Европе, теперь, когда у нас есть лучшее представление о том, что искать. И многие ученые выражают надежду на будущую миссию, чтобы вернуться к Энцеладу, на этот раз с инструментами, разработанными специально для его шлейфа. Такая миссия может совершить несколько облетов, облететь луну или даже приземлиться на ней, опираясь на богатство данных, полученных от обломков Кассини.
«Это был великолепный успех», - говорит Фрэнсис Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Круз. «Кто бы мог подумать, что Энцелад будет таким же интересным, как оказалось».
