Спутники Сатурна скрывают тайну тёмного материала

Монтаж, показывающий лики некоторых спутников Сатурна на фоне планеты. На переднем плане — Диона, слева — Рея и Энцелад, справа внизу Тефия и Мимас, справа вверху — Титан (фото JPL).

Некоторые из них рябые, одни пористые, другие двуличны, а третьи очень стары. Есть среди них и пришелец, и есть грязнули. Какие-то — плотные глыбы, иные — рыхлые конгломераты, одни мертвы, другие — активны. Луны Сатурна. Такие разные и... похожие. Многие из них разделяют загадочную особенность: непонятный тёмный материал на поверхности, одинаковый для всех лун. Откуда он взялся?

В семействе спутников газового гиганта существует некая система «транспортировки» материала. Об этом сообщает Европейское космическое агентство (ESA). Некий тёмный состав путешествует между крошечными мирами, покрывая их то с одной, то с другой стороны.

«Мы только начинаем распутывать тайны этих странных лун», — говорит Розали Лопес (Rosaly Lopes) из Лаборатории реактивного движения (JPL). Лопес собрала набор из 14 статей своих коллег-планетологов, посвящённых спутникам Сатурна, которые (статьи) должны выйти в журнале Icarus.

Гиперион, Эпиметей, Диона и Япет (фото NASA/JPL/Space Science Institute).

Вместе эти материалы раскрывают картину того, что один из учёных проекта Cassini Бонни Буратти (Bonnie Buratti) называет «экологией системы Сатурна».

И если на Земле экология — наука об окружающей среде, то и у лун Сатурна это слово означает то же самое — некую общую среду, которую столь различные на вид спутники разделяют между собой.

Планетолог Розали Лопес родилась и выросла в Рио-де-Жанейро, премудрости астрономии изучала в Лондоне, а последние 9 лет работает в JPL (фото NASA).

Заметим, тесное взаимодействие лун Сатурна с его кольцами — факт давно известный. Кольца вообще оказались очень «живой» структурой. И речь не только о гравитационном влиянии спутников, но и об обмене веществом, идущим, что интересно, в обе стороны (подробно об этом можно прочитать, к примеру, в этом материале и отправиться по ссылкам в нём).

Но на этот раз, похоже, дело не в кольцах, или не только в них. Есть некий механизм, распространяющий между лунами одинаковый состав.

В исследованиях, собранных Розали, говорится об удивительном подобии (определённом по спектральному анализу) тёмных материалов на поверхности между лунами Феба (это тот самый пришелец) и Япет; или, к примеру, между Япетом и Гиперионом.

Япет, к слову, вообще представляет собой один из самых странных спутников в Солнечной системе. Достаточно сказать о его стене и резко различной окраске двух полушарий, проистекающей как раз из-за сильного загрязнения тем самым тёмным материалом.

Это некоторые спутники Сатурна в сравнении с размером самого газового гиганта (его край мы видим внизу). Они нарисованы в одном масштабе, за исключением «крошек» Пана, Атласа, Телесто, Калипсо и Елены, которые увеличены впятеро, чтобы лучше была видна их форма (иллюстрация NASA/JPL/Space Science Institute).

Ранее учёные предполагали, что тёмный материал попадает на Япет с Фебы. Это возможно, но также можно сказать, что оба этих спутника, как и их собратья по системе Сатурна, «загрязнены» из одного и того же внешнего источника. Исследователи предполагают, что это может быть кометный материал.

Роджер Кларк (Roger Clark) из геологической службы США (USGS) уточняет: «Мы видим ту же самую спектральную подпись на всех лунах, которые имеют покрытие из тёмного материала». Сам Кларк — ведущий автор одной из тех 14 работ. Она посвящена вулканической Дионе. Его команда нашла, что тёмный материал на этой луне чрезвычайно мелкозернистый и составляет очень тонкий слой на одной из сторон спутника. Распределение и состав данной пыли указывают, что тёмный материал не является родным для Дионы.

И тот же состав планетологи видят на Фебе, Япете, Гиперионе, Эпиметее и даже в кольце F.

Откуда взялось это «тёмное добро»? «Интригующая тайна», — говорит Кларк. Спектрометры Cassini, обращённые на тёмную пыль сатурнианских лун, показывают полосы поглощения, которых больше нет нигде в Солнечной системе, поражаются специалисты. Причём точный состав тёмной пыли учёные пока определить не могут. Пока там лишь идентифицирована связанная вода и, предположительно, аммиак.

Полная карта Япета, составленная в январе нынешнего года по результатам многочисленных съёмок этой луны аппаратом Cassini. Жёлтая масштабная линейка — 500 км (иллюстрация NASA).

Хотя источник этого материала может находиться вовне системы Сатурна, необходимо также дополнить знания об её «экологии» анализом связи поверхностного состава лун и вулканической активности некоторых из них.

Особая роль тут принадлежит, очевидно, Энцеладу, о котором говорилось уже много. Как известно, этот спутник занимается "космическим граффити" и «кормит» кольцо E.

Новое исследование группы учёных во главе с Фрэнком Постбергом (Frank Postberg) из института ядерной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut für Kernphysik) показало, что в кольце E (в большей мере составленного из водяного льда) есть следы органических составов или силикатов.

Это говорит о взаимодействии замороженной (в коре спутника) и жидкой воды на Энцеладе, что косвенно подтверждает теорию о расположении источников космических фонтанов неглубоко под поверхностью луны. Как всё это работает — пока неясно, хотя имеется множество объяснений, как с подповерхностными морями, так и без них.

Возможно, свет на эту загадку прольёт очередное сближение Cassini с Энцеладом, намеченное на 12 марта. В тот день американский аппарат пройдёт на расстоянии всего в 50 километров от ледяной пустыни, причём зонд пролетит и сквозь фонтаны, правда, в этот момент дистанция между ним и поверхностью блестящей луны составит 200 километров (но и это очень близко).

Тайну же тёмного материала на спутниках можно будет раскрыть, наверное, лишь узнав побольше о его составе и распределении между лунами. Cassini продолжает свой беспримерный полёт, так что ждём новостей.

Кстати, ближайшее интересное событие миссии — пролёт Cassini близ Титана — завтра, 22 февраля. Но это уже совсем другая история.



Челнок Atlantis благополучно вернулся на Землю

20 февраля 2008

Жизнь в Галактике может быть очень распространённым явлением

18 февраля 2008

Первые звёзды во Вселенной питались тёмной материей

14 февраля 2008

Титан обернулся колоссальной кладовой органики

14 февраля 2008

Найдена одна из первых галактик во Вселенной

13 февраля 2008