НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Научные Статьи
Система спутников Сатурна
Cassini - исследования Энцелада

    Фантасмагорические тигриные полосы на поверхности, загадочные водяные фонтаны и всякие температурные странности одного из "детей Сатурна" наука, наконец, свела воедино. Их происхождение, так и осталось тайной, и с этим пока ничего не поделаешь — Энцелад очень далеко от нас. И всё же теперь он стал в каком-то смысле ближе. Два года исследователи, участвующие в проекте Cassini агентства NASA, мучались, пытаясь понять природу некоторых геологических и атмосферных чудачеств Энцелада. Но теперь многое стало очевидным благодаря тому, что эти, скажем так, аномалии, удалось свести в единую систему. Основополагающим фактором геологических феноменов являются зрелищные структуры — тигриные полосы на южном полюсе. Детальные снимки показали, что это просто впадины на рельефе спутника. Всего известно четыре такие линии, называющиеся Александрия, Каир, Багдад и Дамаск (Alexandria, Cairo, Baghdad, Damascus) — в честь городов, упоминающихся в арабских "Сказках тысячи и одной ночи".

Фонтаны Энцелада вырываются далеко в космос, постепенно рассеиваясь и образуя вот такое симпатичное "оперение". Особенно забавно это "пёрышко" смотрится, если вспомнить, что Энцелад — это имя гиганта из древнегреческой мифологии (фото NASA/JPL/Space).

    Помимо полос, исследователи нашли у него гигантские фонтаны, бьющие в космос на тысячи километров. Они выбрасывают ледяную пыль на сотни километров и, как оказалось, с их помощью Энцелад пополняет водой собственную атмосферу и разрисовывает соседние спутники. Это же вещество он щедро забрасывает в кольцо E Сатурна, от чего оно синеет. В конце концов, эти выбросы тормозят магнитное поле газового гиганта. Некоторое время назад астрономы заметили у него ещё одну особенность — неравномерное распределение температур на поверхности. Особенно выделяются "горячие точки" — районы, которые нагреты существенно сильнее окружающей территории. Теоретически, все эти горячие точки, полосы и фонтаны — должны быть связаны между собой. Но что толку гадать, когда можно установить, чего у них общего, посредством наблюдений. Что и сделали Джозеф Спайтейл и Каролин Порко, астрономы из проекта CICLOPS, посвящённого обработке и изучению изображений, полученных от Cassini.

В пучке из крупиц замёрзшей воды, срывающегося с Энцелада, удалось заметить отдельные струи — они выделены пунктиром (иллюстрация Joseph N. Spitale, Carolyn C. Porco).

    Как и предполагалось, между всем этим существует простая взаимосвязь: потоки выходят из горячих точек, которые располагаются как раз на тигриных полосах. Одним словом, это нечто вроде земных гейзеров, и стало известно об этом именно в результате прямых наблюдений. Выяснить это планетологи смогли, тщательно проанализировав снимки струй Энцелада, сделанные с разных точек. Благодаря этому стало понятно, каково пространственное расположение каждого потока в отдельности. Учёные сопоставили эти координаты с расположением зон с повышенной температурой. Благодаря этому они окончательно подтвердили гипотезу о том, что горячие точки служат местами выброса воды. Однако не всё так гладко. Исследователи нашли несколько струй, которые не связаны ни с одним из высокотемпературных участков. Так, никто не ожидал найти в Багдаде никаких потоков — там не было зафиксировано особых повышений температуры. Тем не менее, оттуда тоже хлещет, причём, по словам Спайтейла, изрядно.

Снимок из работы Спайтела и Порко, опубликованной в Nature. Красными четырёхугольниками на нём обозначены участки повышенной температуры. Точками, обведёнными кружками, — отдельные фонтаны. С Багдадом, как легко можно заметить, явно что-то не то.

    Это свидетельствует о том, что Багдад всё же содержит довольно горячие точки. Данный факт серьёзно озадачивает людей, работающих с данными Cassini, так как аппарат снабжён очень точным инфракрасным спектрометром CIRS, но ничего особенного он почему-то там так и не увидел. Однако сотрудники NASA не огорчаются. В марте 2008 года Cassini должен будет пролететь на небольшой высоте над Энцеладом и даже пройти через его "оперение", формирующееся над фонтанирующими струями. Это поможет побольше узнать о природе потоков и их химическом составе. Заодно и проверить предположение о свежем раскрытии полос, о малой глубине залегания водного слоя. А может, напротив, ближайшие исследования внесут ещё больше путаницы и неясностей. Нередко ведь и такое бывает.

Cassini - исследования Япета

    Япет — это объект, не изобилующий загадками. Тайны у него всего две, но обе оказались такими сложными, что астрономы толком и не знали, как им быть. Впрочем, этот вопрос оказался исключительно делом техники, не более того. С первой загадкой Япета Кассини столкнулся ещё в конце XVII века. Естественно, разговор не о зонде Cassini, а о его, так сказать, прототипе — астрономе Джованни Кассини (Giovanni Domenico Cassini). Открыв этот спутник, Кассини стал внимательно смотреть за ним и заметил, что Япет виден только в те моменты, когда он находится в определённом положении относительно Сатурна. Из этого учёный сделал совершенно правильный вывод о том, что спутник: а) синхронно вращается вокруг Сатурна, оставаясь обращённым к нему одной и той же стороной (прямо как Луна вокруг Земли) и б) одна из сторон Япета темнее другой.

Кратеры, засыпанные материалом, попавшим с других сатурнианских спутников (фото NASA/JPL/Space Science Institute).

    Причём разница между этими сторонами удивительно большая. Одна сторона практически чёрная, что само по себе в космосе не так уж и редко. Зато другая невероятно светлая — с её высокой отражательной способностью может сравниться только поверхность Европы, спутника Юпитера. А в самом конце 2004 года Cassini, приблизившись к Япету, нашёл у него ещё одну небывалую особенность — стену. Она представляет собой горную систему, которая опоясывает сатурнианскую луну по экватору, и её высота местами достигает 20 километров. Пытаясь понять, откуда взялась такая странная структура, учёные создали для неё концепцию заморозки и пару других конкурирующих предположений. Но это всё теория. А в 2007-м Cassini восполнил недостаток практики, подлетев к Япету на минимальное расстояние. Естественно, во время пролёта была отщёлкана уйма снимков в разных диапазонах, и первые результаты их анализа не заставили себя ждать.

Эти комбинированные снимки Япета в разных участках инфракрасного и видимого диапазонов помогли узнать о распределении температур на поверхности. Прогресс, как видите, не стоит на месте, и снимки Япета стали похожи не на плохую яичницу, а на неплохую пиццу.

    Долго учёные не могли понять, чем вызваны потемнения. Очевидно, что они представляют собой слой материала, лежащего на ледяных поверхностях. Но не было ясности насчёт того, откуда он взялся: из самого Япета или из окружающего пространства. Благодаря новым снимкам ясность появилась. Выяснилось, что источником служат спутники, вращающиеся вокруг Сатурна в направлениях, противоположных направлению движения Япета. Кстати, это подтверждается и тем, что тёмная сторона спутника — это как раз та, что находится в направлении его движения по орбите. Именно на этой поверхности и осаждается пыль из сатурнианской округи. Учёные смогли раздобыть и ответ на вопрос о том, почему Япет такой "неразноцветный". Ведь мало того что у него два полушария резко различаются цветом, — так на поверхности практически нет никаких "серых" переходов от светлого к тёмному. Секрет, как выяснилось, в своеобразной "температурной сегрегации".
    Инфракрасная съёмка показала, что тёмный материал довольно тёплый по космическим представлениям: его температура составляет примерно 127 кельвинов. Этого, по словам исследователей, хватает для того чтобы обеспечивать некое медленное испарение воды изо льда, который находится в области этих самых потемнений. Как объясняет астроном Джон Спенсер из Юго-западного исследовательского института, работающий в проекте Cassini, частицы воды очень быстро осаждаются на ближайших холодных участках. К таким местам можно отнести полярные области, а также светлые районы, очень хорошо отражающие излучение (а значит, и очень холодные). То есть тёмные зоны теряют лёд, а светлые, напротив, его накапливают. В результате тёмное на поверхности становится всё более тёмным, а светлое — более светлым. Очевидно, этот процесс происходит очень медленно и сопровождает всю эволюцию Япета.

Снимки, сделанные в различных частях ультрафиолетового спектра. С их помощью астрономы надеются узнать подробнее о распределении воды в выделенных районах на Япете.

    Нужно отметить, что на ледяной поверхности учёные также нашли компонент, снижающий яркость, но в существенно меньших количествах. Пока что нет данных о его содержании, и неясно отличается ли оно от состава в тёмных областях. Всё, что имеют учёные на настоящий момент, — это некоторая модель, объясняющая специфическую яркость. Но предсказаний насчёт её динамики в будущем пока не делается. А это, кстати, было бы очень интересным. Ведь, судя по кратерам на Япете, слой тёмного материала на льду довольно тонкий, а значит, изменения, которые могли бы произойти с ним, могут оказаться существенными. В общем, с парадоксальной яркостью всё более-менее понятно. Остаётся дождаться окончательного вердикта касательно происхождения стены, окольцовывающей Япет.
Обзор подготовлен по материалам сайтов NASA (http://www.nasa.gov/) и Membrana (http://www.membrana.ru/) 

Свежая информация как увести из семьи женатого мужчину на нашем сайте.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru