Спутник Энцелад совершает оборот вокруг Сатурна за 33 часа, разбрасывая воду и оставляя «воздушный пончик» из материала. Камера NIRCam (ближней инфракрасной камеры) аппарата «Джеймс Уэбб» с высокой чувствительностью позволила получить изображения шлейфа водяного пара, протягивающегося примерно на 10 000 км, что в 20 раз больше диаметра спутника.
Шлейф исходит из южного полюса Энцeлада. Это не только первый зарегистрированный случай выброса воды на такое расстояние, но и первый прямой обзор того, как этот выброс снабжает водой всю систему Сатурна с кольцами.
Шлейф такой длины и мощности не встречали раньше.
Энцелад, один из первых претендентов на поиск жизни в Солнечной системе, — океанический мир размером примерно в 4% от размера Земли. Между ледяной внешней корой спутника и его каменистым ядром находится глобальный резервуар соленой воды. Вулканы, похожие на гейзеры, выбрасывают струи частиц льда, водяного пара и органических веществ из трещин на поверхности спутника.
Ранее за пределами поверхности спутника на карту были нанесены струи длиной в сотни километров. Чувствительность «Уэбба» открывает новую историю — шлейфа, который является самым длинным из когда-либо наблюдавшихся — почти 10 000 километров. Также впервые была измерена скорость выхода водяного пара: около 300 литров в секунду. Это скорость, с которой можно наполнить бассейн олимпийского размера каждые пару часов.
Распределение воды в системе Сатурна
Вид Уэбба с точки L2 системы Земля-Солнце, находящейся в миллион километров от Земли, совместно с высокой чувствительностью IFU (Integral Field Unit) на борту NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), даёт совершенно новую перспективу по сравнению с данными миссии Кассини.
Обсерватория «Уэбб» показывает, как водяные шлейфы спутника пополняют тороид — кольцо из воды рядом с кольцом Е Сатурна. Анализируя данные «Уэбба», учёные выяснили, что около 30 процентов воды остаются внутри тороида, а оставшиеся 70 процентов испаряются и снабжают водой другие части системы Сатурна.
Инфографика демонстрирует спектр, где белые линии представляют данные телескопа «Уэбба», а модели выброса воды разных цветов отображают наиболее подходящие варианты: фиолетовый — шлейф, зеленый — центральная область спутника, красный — окружающий тор.
Будущее «Уэбба» для Солнечной системы
В ближайшие годы «Уэбб» станет главным инструментом для изучения Энцелада. Открытия, которые сделает телескоп, помогут будущим миссиям по исследованию Солнечной системы, направленным на изучение глубокого океана под поверхностью спутника и определение толщины ледяной корки.
Программа наблюдений Уэбба за Энцеладом завершилась в рамках GTO 1250. Цель программы заключалась в демонстрации возможностей телескопа в конкретной научной области и подготовке к будущим исследованиям.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy, доступны здесь. .