Спутник Энцелад обращается вокруг Сатурна всего за 33 часа, при этом он разбрызгивает воду и оставляет за собой «воздушный пончик» из материала. Недавно благодаря высокой чувствительности камеры NIRCam (ближней инфракрасной камеры) аппарата «Джеймс Уэбб» удалось получить изображения, на которых виден шлейф водяного пара, простирающийся примерно на 10 000 км, что более чем в 20 раз превышает диаметр спутника.
Этот шлейф выходит из южного полюса Энцелада. Это не только первый случай наблюдения такого выброса воды на такое большое расстояние, но и первый прямой взгляд ученых на то, как этот выброс питает водой всю систему Сатурна и его кольца.
Такой длинный (и мощный) шлейф никогда не наблюдался ранее
Энцелад, один из первых кандидатов на поиск жизни в нашей Солнечной системе, представляет собой океанический мир размером примерно в 4% от размера Земли. Между ледяной внешней корой спутника и ее каменистым ядром находится глобальный резервуар соленой воды. Вулканы, похожие на гейзеры, выбрасывают струи частиц льда, водяного пара и органических химических веществ из трещин в поверхности спутника.
Струи длиной в сотни километров ранее были нанесены на карту за пределами поверхности спутника, но чувствительность «Уэбба» открывает новую историю — шлейфа, который является не только самым длинным из когда-либо наблюдавшихся на сегодняшний день — почти 10 000 километров. Но и скорость выхода водяного пара, которая никогда ранее не измерялась: около 300 литров в секунду. Это скорость, с которой можно наполнять бассейн олимпийского размера каждые пару часов.
Распределение воды в системе Сатурна
Уникальный вид Уэбба из точки L2 системы Земля-Солнце, расположенной на расстоянии 1,5 миллиона километров, в сочетании с замечательной чувствительностью IFU (Integral Field Unit) на борту NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), открывает совершенно новую перспективу по сравнению с той, которую дает миссия Кассини.
Наблюдения «Уэбба» непосредственно демонстрируют, как шлейфы водяного пара на спутнике питают тороид — «пончик» из воды, расположенный рядом с кольцом E Сатурна. Анализируя данные «Уэбба», астрономы определили, что около 30 процентов воды остается внутри этого тороида, а остальные 70 процентов улетучиваются, снабжая водой остальную часть системы Сатурна.
Ниже на инфографике показан спектр, в котором белые линии — это данные «Уэбба», а наиболее подходящие модели выброса воды наложены разными цветами: фиолетовый — для шлейфа, зеленый — для центральной области спутника и красный — для окружающего тора.
Будущее «Уэбба» для Солнечной системы
В ближайшие годы «Уэбб» будет служить основным инструментом для наблюдения за Энцеладом. Открытия, которые он сделает, помогут будущим миссиям по исследованию Солнечной системы, которые будут стремиться изучить глубокий океан под поверхностью спутника и определить толщину ледяной корки.
Наблюдения Уэбба за Энцеладом были завершены в рамках программы «Наблюдения в гарантированное время» (GTO) 1250. Первоначальная цель этой программы — продемонстрировать возможности «Уэбба» в определенной области науки и подготовить почву для будущих исследований.
С результатами исследования, принятыми к публикации в журнале Nature Astronomy, можно ознакомиться здесь в формате .