Специалисты по планетам давно стремятся выяснить, откуда гейзеры на спутнике Сатурна Энцеладе черпают воду. Существуют две основные гипотезы: либо из подповерхностного океана луны, либо от трения «тигровых полос» — четырех трещин на его поверхности. Новая термодинамическая модель планетологов, основанная на поведении морской воды и ледников, выявила новый вероятный источник материала для гейзеров — зона, где вода находится в двух агрегатных состояниях.
В 2005 году космический аппарат «Кассини», пролетавший систему Сатурна, зафиксировал необычную активность на южном полюсе одного из спутников газового гиганта: из-под льда небольшой (500 километров) луны Энцелада. вырывались Водяные пары фонтанируют. Гейзеры бьют из четырёх параллельных трещин, названных «тигриными полосами». После этого астрономы обнаружили на спутнике предположительный океан жидкой, солёной воды.
Неизвестно точно, откуда возникают струи гейзеров. Существуют две теории: или вода… черпается Сразу из мелководья океана в моменты, когда приливы раскалывают разломы «тигриных полос», образуется Створки из льда скрипели от действия приливных сил.
Первое предположение кажется наиболее правдоподобным, так как указывает на существование океана на Энцеладе, и выбрасываемый в космос лёд богат солями, в отличие от пресноводной ледяной поверхности спутника.
В каких случаях выбросы гейзеров Энцлада могут оставаться солеными без связи с глобальным океаном? Планетологи из США, Франции и Великобритании предложили объяснение. Их двухмерная модель предполагает, что на границе вода-лед есть прослойка, где вода существует в твердой и жидкой фазах одновременно. Такая область объясняет разнородный состав шлейфа от этих извержений. долетающего До кольца Е Сатурна находится предпоследнее по удалённости от центра планеты кольцо. Новое исследование. опубликовал журнал Geophysical Research Letters.
Выбросы гейзеров неоднозначны: в космос выбрасываются как соленые, так и бессолевые льдины. В их составе также есть метан, углекислый газ, молекулярный водород, водяной пар и органические вещества. Благодаря этому ледяное покрывало Энцелада делает его потенциально пригодным для жизни. показали Новые модели показывают маловероятность выброса свежих материалов из луны. Возможно, океан на Луне разделен на слои. «Кассини» мог ошибиться при изучении состава шлейфа, а обнаруженная органика может не быть от спутника Сатурна.
Наличие одновременно соленых и пресных льдин, выброшенных гейзерами Энцелада, указывает на неоднородную среду. Такая среда напоминает замерзание морской воды возле ледников. Специалисты смоделировали температурный режим зоны соприкосновения жидкой энцеладовой воды с ледяной оболочкой, а также рассчитали соленость океана и льда (потенциально там много поваренной соли NaCl). Область воспроизводили в отдельно взятой трещине «тигровых полос».
Пограничная зона представляет собой «ледовую кашу», где вода существует одновременно в жидком и твердом состояниях. Исследователи предполагают, что резервуар этой воды может находиться внутри ледяного панциря спутника. Приливные силы вызывают трение между стенками трещин, что приводит к таянию льда и образованию разнородного «рассола», согласно термодинамической модели авторов статьи. Холодная часть оседает на дно, а более теплая и пресная поднимается ближе к трещинам.
Морская вода замерзает при минус 1,8 °C, а пресная — при нуле. Соль скапливается в нижней части «ледовой каши». При раскрытии трещин наружу выбрасывается поток двухфазной воды спутника вследствие циркуляции. Специалисты отмечают механизм, когда гейзеры черпают жидкую и твердую воду из смеси «ледовой каши» и «рассола», что объясняет разнородный состав шлейфа. Объемы расчетных извержений соответствуют наблюдаемым — 300 килограммов в секунду. По словам планетологов, количество материала в резервуарах ничтожно мало по сравнению с объемом океана Энцелада, который… составляет приблизительно 20 миллионов кубических километров.