Науковці вкотре знайшли ознаки того, що в Сонячній системі десь, крім Землі, може існувати життя. Цього разу увагу вчених привернув супутник Сатурна Енцелад.
Відкриття теплового потоку на супутнику Сатурна
Нове дослідження, проведене науковцями з Оксфордського університету, Південно-Західного дослідницького інституту та Інституту планетарної науки в Тусоні (Аризона), надало перші докази значного теплового потоку на північному полюсі Енцелада, спростовуючи попередні припущення, що втрати тепла обмежувалися лише його активним південним полюсом.
Це відкриття підтверджує, що крижаний супутник випромінює значно більше тепла, ніж можна було б очікувати від пасивного небесного тіла. Така аномалія лише посилює припущення, що він може бути придатним для існування життя.
Підповерхневий океан та баланс тепла
Енцелад — це дуже активний світ із глобальним солоним підповерхневим океаном, який вважають джерелом його тепла. Наявність рідкої води, тепла та необхідних хімічних елементів (таких як фосфор та складні вуглеводні) означає, що його підповерхневий океан вважається одним із найкращих місць у нашій Сонячній системі для можливого виникнення життя поза Землею. Але цей підповерхневий океан може підтримувати життя лише за умови стабільного середовища, коли енергетичні втрати та надходження перебувають у балансі. Цей баланс підтримується приливним нагріванням: гравітація Сатурна розтягує та стискає супутник під час його орбіти, виробляючи тепло всередині. Якщо Енцелад не отримає достатньо енергії, його поверхнева активність сповільниться або припиниться, а океан із часом може замерзнути. Надлишок же енергії може спричинити зростання активності океану, змінюючи його середовище.
«Енцелад є ключовою метою у пошуках життя поза Землею, і розуміння довгострокової доступності його енергії є ключовим для визначення того, чи може він підтримувати життя», — сказала докторка Джорджина Майлз, провідна авторка дослідження.
Досі прямі вимірювання теплових втрат з Енцелада проводилися лише на південному полюсі, де з глибоких тріщин на поверхні вириваються ефектні струмені водяного льоду та пари. Для порівняння, вважалося, що північний полюс є геологічно неактивним.
Вимірювання теплових потоків на північному полюсі
Використовуючи дані з космічного апарата NASA Cassini, дослідники порівняли спостереження за північною полярною областю в глибоку зиму (2005) та влітку (2015). Ці дані використовувалися для вимірювання того, скільки енергії Енцелад втрачає зі свого «теплого» (0°C, 32°F) підповерхневого океану, коли тепло проходить через його крижану оболонку до крижаної поверхні супутника (–223°C, –370°F) та потім випромінюється у космос.
За допомогою моделювання очікуваних температур поверхні під час полярної ночі та порівняння їх з інфрачервоними спостереженнями композитного інфрачервоного спектрометра Cassini (CIRS), команда виявила, що поверхня на північному полюсі була приблизно на 7 К тепліше, ніж передбачалося. Цю невідповідність можна було пояснити лише витоком тепла з океану під поверхнею.
Виміряний тепловий потік (46 ± 4 міліватт на квадратний метр) може здаватися незначним, але це приблизно дві третини втрати тепла (на одиницю площі) через континентальну кору Землі. По всьому Енцеладу ці тепловтрати через провідність складають близько 35 гігаватт.
У поєднанні з раніше оціненим теплом, що виходить з активного південного полюса Енцелада, загальна втрата тепла супутника зростає до 54 гігават, що близько відповідає передбаченому надходженню тепла від припливних сил. Такий баланс між виробленням і втратою тепла свідчить про те, що океан Енцелада може залишатися рідким упродовж геологічних періодів, забезпечуючи стабільне середовище, де потенційно може виникнути життя. За словами дослідників, наступним ключовим кроком буде визначення того, чи існував океан Енцелада достатньо довго для розвитку життя. Наразі його вік поки що невідомий.
Оцінка товщини льоду
Дослідження також показало, що теплові дані можна використовувати для незалежної оцінки товщини крижаного шару, що є важливим показником для майбутніх місій, які планують вивчати океан Енцелада, наприклад, за допомогою роботизованих посадкових апаратів або підводних апаратів. Результати свідчать, що товщина льоду на північному полюсі становить від 20 до 23 км, а в середньому по планеті — від 25 до 28 км, що дещо глибше за попередні оцінки, отримані за допомогою інших методів дистанційного зондування та моделювання.
«Виявити тонкі коливання температури поверхні, спричинені тепловим потоком Енцелада, крізь його добові та сезонні температурні зміни, було непросто, і це стало можливим лише завдяки подовженим місіям Cassini, — додала д-р Майлз. — Наше дослідження підкреслює необхідність довготривалих місій до океанських світів, які можуть містити життя».
За матеріалами phys.org
