Пористе ядро Енцелада не дало океану замерзнути

Підповерхісний океан Енцелада може залишатися рідким завдяки тертінню, що виникає в пористому ядрі супутника через вплив приливних сил Сатурна. В ході цього процесу може виділятися тепло, якого достатньо для того, щоб вода не замерзала, а шар льоду в області полюсів був тонким. Це може пояснювати, як гейзерам вдалося пробитися через крижану кірку небесного тіла. Стаття опублікована в журналі.

Дослідники запідозрили, що під поверхнею Енцелада може ховатися океан, коли «Кассіні» в 2005 році передав на Землю знімки гейзерів, які б'ють з «тигрових смуг» супутника. Наступні вимірювання гравітаційного поля місяця дозволили підтвердити цю гіпотезу. На основі цих даних дослідники розрахували розподіл маси супутника: з'ясувалося, що радіус ядра Енцелада дорівнює 190 кілометрам, товщина мантії - 60 кілометрам. Крім того, астрономи виявили велику гравітаційну аномалію в області південного полюса - якраз там, де б'ють гейзери. Її існування найкраще пояснювалося наявністю рідкого підповерхневого океану.

Планетологи вже давно намагаються пояснити, як океан Енцелада може залишатися рідким на такій відстані від Сонця. Одна з гіпотез говорить про те, що приливні сили Сатурна призводять до деформації поверхні супутника. Між сухими краями крижаних плит виникає тертя, в результаті чого виділяється тепло, проте його недостатньо для того, щоб зберігати океан в рідкому стані протягом багатьох мільйонів років. Якби єдиним джерелом енергії служило приливне тертя в крижаній корі, то вода в надрах Енцелада замерзла б менш, ніж через 30 мільйонів років. Тому автори нової роботи припустили, що повинен бути й інший механізм, що забезпечує приплив тепла. На думку вчених, їм може бути приливне тертя в ядрі супутника.

Дослідники оцінили щільність ядра Енцелада і прийшли до висновку, що воно повинно складатися з пористих порід - ймовірно, залізовмісних гідратованих мінералів. У отвори, що займають приблизно 20-30 відсотків від обсягу ядра, потрапляє океанічна вода. «Коли ми говоримо про пористий ядр, ми не маємо на увазі губку, швидше мова йде про груд піску або гравію», - коментує Гаель Шобле, один з авторів роботи.

Дія приливних сил Енцелада призводить до тертя між фрагментами ядра. Симуляції показують, що в результаті цього може виділятися до 10 гігават тепла. Океанічна вода циркулює за отворами, нагрівається і утворює висхідні потоки з температурою до 90 градусів Цельсія. Вони піднімаються з так званих «гарячих точок», вузьких областей поверхні ядра, причому їх значна частка розташовується в області південного полюса супутника. Це може пояснювати, чому крижана кора в цьому регіоні помітно тонша, ніж у всіх інших частинах Енцелада - її товщина становить всього 2 кілометри, в той час як товщина поверхні в інших місцях оцінюється в 18-22 кілометри.

Тертя крижаних плит поверхні і радіоактивний розпад в ядрі можуть служити додатковими джерелами тепла. Це робить умови на супутнику потенційно придатними для зародження і підтримки життя.

Астрономи і планетологи вже неодноразово говорили про те, що прихований океан Енцелада може бути потенційно придатний для життя. Крім води, вуглекислого газу метану і аміаку вчені знайшли в ньому великі кількості водню, що вказує на активні гідротермальні процеси. Також дані «Кассіні», який нещодавно завершив свою місію, показують, що океан супутника - лужне середовище, що швидше нагадує розчини аміаку.