Интересные факты о спутниках Сатурна
У Сатурна внушительная система спутников: она насчитывает десятки лун, разбросанных на огромном просторе от внутренних колец планеты до 13 миллионов километров, где вращается гигантское кольцо Фебы.
Орбиты спутников Сатурна. Картинка из открытых источников. По обновленным данным на 2023 год, спутника уже 83.
Рассмотрим самые интересные спутники, привлекающие внимание ученых.
Энцелад
Самый интересный после Титана спутник Сатурна для ученых – это Энцелад. Его открыл в 1789 году Уильям Гершель, а имя спутник получил в 1847 году – когда, по предложению Джона Гершеля, все спутники Сатурна были названы именами греческих гигантов.
Энцелад – это маленькая луна окольцованного гиганта, диаметр спутника – всего 504 км, а удален он от планеты на 237 000 км – то есть меньше, чем Луна от Земли. На оборот по своей орбите спутник тратит чуть больше земных суток – 33 часа. Чем же привлекает астрономов столь крошечный мир?
Достопримечательность Энцелада – гейзеры. Впервые их обнаружил зонд «Кассини» еще в 2005 году:
Первый снимок гейзеров Энцелада, "Кассини", 2005 год. Источник: NASA.
Наличие гейзеров доказало, что спутник не каменно-ледяной, а имеет подледный океан.
В 2008 году на южном полюсе «Кассини» в году заснял 4 фонтана, вырывающихся на сотни километров вверх. Их мощность - 200 кг/сек, а высота достигала 250 км:
Гейзеры на южном полюсе Энцелада. Источник: NASA.
За время своего пребывания на орбите Сатурна «Кассини» 39 раз сближался с Энцеладом, и стало ясно, что гейзеры на спутнике – явление постоянное. Именно они создают этому маленькому небесному телу, обладающему, конечно же, очень низкой гравитацией – атмосферу, хоть и разряженную, но по сравнению с другими спутниками – плотную. Более того, гейзеры Энцелада «питают» своими извержениями сатурнианское кольцо Е, не давая ему распылиться в космосе.
Атмосфера спутника, образуемая Гейзерами, на 91 % состоит из водяного пара, 4 % в ней — это молекулярный азот, 3,2 % — углекислый газ, 1,7 % — метан.
Поверхность Энцелада представляет собой водяной лед, поэтому она имеет высокую отражательную способность. Однако с Земли спутник может «разглядеть» не каждый телескоп из-за близости Энцелада к Сатурну.
На этом спутнике мало кратеров, зато присутствуют уступы и трещины, а также борозды, похожие на тигриные когти, за что они и получили название «тигровые полосы»:
Поверхность Энцелада, фото "Кассини".
Это говорит либо об относительной молодости спутника, либо об активном криовулканизме, благодаря которому поверхность постоянно обновляется.
Криовулкан - это тип вулкана, который извергает летучие вещества, такие как вода, аммиак или метан, вместо расплавленной породы.
Конечно, криовулканы – особенность холодных небесных тел. Средняя температура на Энцеладе – минус 200°С. Но есть и более теплые участки (см. ниже).
Источником активного криовулканизма и высоких гейзеров может служить разогретое ядро спутника. Есть две версии по вопросу, что может разогревать ядро:
· приливные силы близкого Сатурна,
· процессы радиоактивного распада внутри спутника.
Предположительно, внутреннее строение Энцелада таково:
Внутреннее строение Энцелада: разогретое ядро, подледный океан и ледяная кора. Кадр с канала KOSMO.
В 2014 году «Кассини» удалось измерить глубину подледного океана: оказалось, что она составляет от 30 до 40 км! На гораздо более крупной Земле максимально глубокое место – Марианская впадина – имеет глубину всего в 11 км, а на крошечном Энцеладе, диаметр которого чуть больше 500 км – океан втрое-вчетверо глубже!
Насколько холодный этот океан и может ли там существовать жизнь? В 2017 году ученые проанализировали снимки юного полюса, сделанные «Кассини», и выяснили, что на глубине всего в несколько метров от поверхности температура на целых 20 градусов выше:
Относительно "горячие" области на южном полюсе Энцелада. Температура указана по шкале Кельвина, ноль по Кельвину - это минус 273 градуса по Цельсию. Картинка из открытых источников.
Значит, в более глубоких слоях температура может быть еще выше. По мнению исследователей, подобную температурную аномалию нельзя объяснить ни аккумуляцией солнечного тепла, ни приливным взаимодействием с Сатурном. На Энцеладе должен быть какой-то дополнительный источник тепла. Об этом же говорит беспрецедентная криовулканическая активность на спутнике.
Как происходит криовулканизм на Энцеладе. Картинка из открытых источников.
28 октября 2015 года «Кассини» пролетел через струю гейзеров на южном полюсе. Он взял пробы выбрасываемой жидкости, чтобы определить её состав. Оказалось, что жидкость представляет собой смесь воды, углекислого газа, аммиака и метана. Кроме того, в ней нашелся водород и органические молекулы, что указывает на гидротермальные реакции – схожие реакции происходили в древних океанах Земли, и они стали источником энергии для первых живых организмов.
В составе выбрасываемых из-подо льда Энцелада струй были обнаружены соли: хлорид натрия (поваренная соль) и двууглекислый натрий (пищевая сода). Соленость океана, судя по исследованиям, довольно велика, однако на Земле существуют озера, которые по уровню солености не уступают изученным образцам подледного океана Энцелада. В этих соленых земных озерах обитают некоторые живые организмы, а именно: одноклеточные водоросли, рыбы и рачки:
Обитаемость озер повышенной солености на Земле. Кадр с канала "Спорим, вы не знали?"
Таким образом, Энцелад попал в список первых кандидатов на внеземную жизнь. Следующая миссия по изучению системы Сатурна, отправка которой планируется в 2030-х годах, может выяснить – существуют ли в огромном подледном океане маленького Энцелада живые организмы.
Мимас
Фото полушарий Мимаса, источник: NASA.
Это один из ближайших спутников Сатурна диаметром в 400 км, вращающийся на расстоянии в 181,9 тыс. км. Известен как самое маленькое небесное тело, имеющее округлую форму. Узнаваем благодаря огромному кратеру на поверхности – 130 км в поперечнике:
Кратер Гершель на Мимасе. Источник: NASA.
Стены кратера в выcoту достигают 5 км, глубина воронки – 10 км, а пик в центре возвышается на 6 км. На такой маленькой луне кратер выглядит весьма внушительно: если пропорционально представить его на Земле, он охватил бы пространство в 4000 км, то есть раскинулся бы примерно от Москвы до Усть-Кута (в Иркутской области)!
Космический пельмень
Спутник Пан очень маленький – всего 26 км в поперечнике. Обычно такие небесные тела имеют форму картофелины, но Пан выглядит необычно: он очень похож на пельмень:
Фото Пана в контрастных цветах. Источник: NASA.
Он располагается в пределах щели Энке в кольцах Сатурна,
Где находится щель Энке. Картинка из открытых источников.
будучи удаленным на расстояние 133,5 тысячи км от планеты.
Ученые полагают, что гребень на экваторе спутника, придающий Пану форму пельмешка, образовался после очищения Щели между кольцами: материал опустился на Пан, сформировав тонкий «гребешок».
Рея
Этот спутник открыт в 1672 году Джованни Кассини. Рея сравнительно крупная – её диаметр 1528 км, она расположена на расстоянии 527 тыс. км от материнской планеты. Представляет собой смесь водяного льда и камней, но есть предположение, что под поверхностью скрывается подледный океан.
Полушарие, обращенное к Сатурну – светлое и в кратерах, а заднее – темное и более гладкое:
Фото Реи в ложных цветах - для представления о разнице между темным и светлым участками поверхности. Источник: NASA.
У Реи есть слабая атмосфера, состоящая из кислорода и углекислого газа в соотношении 5:2. Кислород образуется в результате контакта водяного льда поверхности с ионами магнитосферы Сатурна; источник происхождения двуокиси углерода пока неизвестен.
Возраст Реи оценивается в 4,6 млрд лет, то есть это - древнее небесное тело, сформировавшееся еще при зарождении Солнечной системы.
Тефия
Открытая в 1684 году тоже Джованни Кассини, Тефия является одним из ближайших спутников – её орбита расположена почти в 300 тыс. км от Сатурна. Она практически полностью состоит из ледяного льда: подойди Тефия ближе к Солнцу, большая её часть просто испарилась бы. На спутнике есть крупный 400-километровый кратер, придающий небесному телу сходство с Мимасом:
Кратер Одиссей на Тефии, фото с сайта NASA.
Есть очень интересный снимок Тефии, сделанный зондом «Кассини», на котором она кажется нанизанной на узкое кольцо F:
Фото Тефии. Рядом виден маленький спутник неправильной формы - Янус. Источник: NASA.
Япет
Япет – третий по величине после Титана и Теи, его диаметр равен 1468 км. Этот спутник выделяется необычной окраской: одно его полушарие светлое, а другое – очень темное:
Япет, фото "Кассини". Источник: NASA.
Различие окраса очень велико: альбедо, то есть отражательная способность, светлого и темного участков - отличается в 10 раз!
На снимке мы видим крупный кратер, похожий на кратеры Мимаса и Тефии – это кратер Тургис, имеющий глубину 15 км, а его диаметр – 580 км.
Еще одна достопримечательность спутника – горная цепь, которая опоясывает экватор:
Стена Япета. Фото с сайта NASA.
Высота этих гор достигает 13 км – выше земного Эвереста! – а ширина – 20 км. Общая протяженность цепи – 13 000 км.
Происхождение Стены Япета пока остаётся загадкой. Возможно, раньше Япет вращался гораздо быстрее, что привело к его выпячиванию на экваторе. Со временем Япет замедлил вращение, приобрел практически шарообразную форму, а на экваторе осталось «кольцо» выпяченной горной породы.
Метона, Паллена и Эгеон
Эти три маленькие сатурнианские луны объединяет необычная форма: они очень гладкие, похожие на куриные яйца. Самое большое из них – Паллена – имеет диаметр около 4 км, Метона - 3,2 км, Эгеон – 500 м. Если четких снимков Паллены и Эгеона еще не получили, то фотография Метоны есть, её передал «Кассини»:
Метона, спутник Сатурна. Источник: NASA.
Ученые разводят руками по поводу формы этого спутника: на нем не видно ни кратеров, ни ложбинок, ни даже самых мелких неровностей: как будто кто-то её отшлифовал и выбросил в космос. Однако она вращается на расстоянии всего 194 тысячи км, рядом много других спутников, атмосферы у такого крошечного тела, конечно же, нет – почему же Метона такая гладкая?
Пока предполагается, что она состоит из мелкого и тягучего материала, который быстро сглаживает неровности, (тут можно представить робота Т-1000 из фантастического фильма Кэмерона «Терминатор-2»). Возможно, последующие миссии зондов к системе Сатурна разрешат эту загадку.
Феба
Это – самый удаленный спутник Сатурна, отброшенный на огромное расстояние - 12 млн 952 тыс. км. Фебу открыл в самом конце XIX века американский астроном Уильям Пикеринг.
Фото самого удаленного спутника Сатурна - Фебы. Источник: NASA.
Это самый темный спутник – его отражательная способность всего 6%. Феба имеет неправильную форму, её максимальный размер – 240 км. Ученые предполагают, что гигантское и почти невидимое кольцо Сатурна из разряженного газа и пыли, вращающееся на расстоянии 13 млн км от газового гиганта – в 50 раз дальше, чем остальные кольца, состоит из частиц именно этого спутника, отсюда и название – кольцо Фебы:
Как выглядит кольцо Фебы: художественный рисунок. Как видим, оно сильно наклонено к плоскости вращения остальных колец. Картинка из открытых источников.
Небеса ближайших спутников Сатурна
Пока мы не располагаем снимками красивого окольцованного гиганта с поверхности какого-нибудь из его спутников. Но можем хотя бы представить, как величественно выглядел бы Сатурн на небе Энцелада или Тефии. Ближайшие спутники находятся в приливном захвате, обращены к Сатурну одной и той же стороной, а большинство всех спутников – вращаются в плоскости экватора планеты, как и кольца. Поэтому в небе спутников мы бы наблюдали гигантский Сатурн, пересеченный узкой полоской колец, видимых только с ребра:
Предположительно, таким мы бы увидели Сатурн с Энцелада. Всё равно очень красиво, хоть и кольца видимы лишь с ребра. Картинка из открытых источников.
Оказавшись разве что на Фебе, мы могли бы увидеть знаменитые кольца в ширину, но из-за удаленности этого спутника – размер планеты с кольцами в его небе едва ли будет превышать размер нашей Луны на земном небосводе.
В следующей главе мы отправляемся на Уран. Ставьте лайк, если понравилась статья. Оставляйте комментарии. подписывайтесь на канал - будет еще много интересного!