Ученые еще раз нашли признаки того, что в Солнечной системе где-то, кроме Земли, может существовать жизнь. В этот раз внимание астрономов привлек спутник Сатурна Энцелад.
Открытие теплового потока на спутнике Сатурна
Новое исследование, проведенное учеными из Оксфордского университета, Юго-Западного исследовательского института и Института планетарной науки в Тусоне (Аризона), дало первые доказательства значительного теплового потока на северном полюсе Энцелада, опровергая предыдущие предположения, что потери тепла ограничивались лишь его активным южным полюсом.
Это открытие подтверждает, что ледяной спутник излучает значительно больше тепла, чем можно было бы ожидать от пассивного небесного тела. Такая аномалия только усиливает предположение, что он может быть пригодным для существования жизни.
Подповерхностный океан и баланс тепла
Энцелад — очень активный мир с глобальным соленым подповерхностным океаном, который считают источником его тепла. Наличие жидкой воды, тепла и необходимых химических элементов (например, фосфора и сложных углеводородов) означает, что его подповерхностный океан считается одним из лучших мест в нашей Солнечной системе для возможного возникновения жизни вне Земли. Но этот подповерхностный океан может поддерживать жизнь только при стабильной среде, когда энергетические потери и поступления находятся в балансе. Этот баланс поддерживается приливным нагревом: гравитация Сатурна растягивает и сжимает спутник во время его орбиты, производя тепло внутри. Если Энцелад не получит достаточной энергии, его поверхностная активность замедлится или прекратится, а океан со временем может замерзнуть. Избыток же энергии может повлечь за собой рост активности океана, изменяя его среду.
«Энцелад является ключевой целью в поисках жизни вне Земли, и понимание долгосрочной доступности его энергии является ключевым для определения того, может ли он поддерживать жизнь», — сказала доктор Джорджина Майлз, ведущий автор исследования.
До этого времени прямые измерения тепловых потерь из Энцелада проводились только на южном полюсе, где из глубоких трещин на поверхности вырываются эффектные струи водяного льда и пара. Для сравнения, считалось, что северный полюс геологически неактивен.
Измерение тепловых потоков на северном полюсе
Используя данные по космическому аппарату NASA Cassini, исследователи сравнили наблюдение за северной полярной областью в глубокую зиму (2005) и летом (2015). Эти данные использовались для измерения того, сколько энергии Энцелад теряет из своего «теплого» (0°C, 32°F) подповерхностного океана, когда тепло проходит через его ледяную оболочку к ледяной поверхности спутника (–223°C, –370°F) и затем излучается в космос.
С помощью моделирования ожидаемых температур поверхности во время полярной ночи и сравнения их с инфракрасными наблюдениями композитного инфракрасного спектрометра Cassini (CIRS) команда обнаружила, что поверхность на северном полюсе была примерно на 7 К теплее, чем предполагалось. Это несоответствие можно было объяснить только утечкой тепла из океана под поверхностью.
Измеренный тепловой поток (46 ± 4 милливатта на квадратный метр) может казаться незначительным, но это примерно две трети потери тепла (на единицу площади) через континентальную кору Земли. По всему Энцеладу эти теплопотери через проводимость составляют около 35 гигаватт.
В сочетании с ранее оцененным теплом, исходящим из активного южного полюса Энцелада, общая потеря тепла спутника возрастает до 54 гигаватт, что близко соответствует предусмотренному поступлению тепла от приливных сил. Такой баланс между выработкой и потерей тепла свидетельствует о том, что океан Энцелада может оставаться редким в течение геологических периодов, обеспечивая стабильную среду, где потенциально может возникнуть жизнь. По словам исследователей, следующим ключевым шагом будет определение того, существовал ли океан Энцелада достаточно долго для развития жизни. На данный момент его возраст пока неизвестен.
Оценка толщины льда
Исследование также показало, что тепловые данные можно использовать для независимой оценки толщины ледяного слоя, что является важным показателем для будущих миссий, планирующих изучать океан Энцелада, например, с помощью роботизированных посадочных аппаратов или подводных аппаратов. Результаты свидетельствуют, что толщина льда на северном полюсе составляет от 20 до 23 км, а в среднем по планете — от 25 до 28 км, что несколько глубже предыдущих оценок, полученных с помощью других методов дистанционного зондирования и моделирования.
«Обнаружить тонкие колебания температуры поверхности, вызванные тепловым потоком Энцелада, сквозь его суточные и сезонные температурные изменения, было непросто, и это стало возможным благодаря удлиненным миссиям Cassini, — добавила д-р Майлз. — Наше исследование подчеркивает необходимость долговременных миссий в океанские миры, которые могут содержать жизнь».
По материалам phys.org
