Удивительная астрономия - Дмитрий Брашнов

О том, кто обитает в глубинах озера Восток, научный мир узнает лишь в 2013 году, когда в водоем будет спущено специальное оборудование. Впрочем, уже сейчас ученым известны некоторые из жителей озера. Это так называемые термофильные бактерии, их обнаружили в образцах льда, намерзающего снизу на древний ледник. Вряд ли эти микробы населяют воду. Скорее всего, перед учеными обитатели грунта, выстилающего дно водоема, которые 20 тысяч лет назад по какой-либо случайности были заброшены водным течением в верхний слой озера, где и вмерзли в лед.

Трудности с бурением антарктического щита, длившимся более 20 лет, показывают, насколько сложным окажется изучение подледного океана Европы. В настоящее время инженерами разрабатывается робот-бурильщик «Криобот», который планируется спустить на поверхность спутника, чтобы это устройство «прогрызло» ледовую толщу до поверхности воды. После этого к исследованиям приступит другой робот – «Гидробот», представляющий собой нечто вроде автоматического батискафа.

Гейзеры Энцелада

Европа с ее подледным океаном не одинока. Сейчас можно смело сказать, что в Галактике найдется немало подобных ей спутников-великанов. Ученые уверены в этом потому, что еще один похожий объект обнаружен в нашей же Солнечной системе, а точнее – среди сателлитов Сатурна. На расстоянии 238 тысяч километров от планеты обращается невзрачная на вид луна, носящая красивое имя Энцелад .

Энцелад тоже является планемо, однако он весьма мал в сравнении с галилеевыми спутниками Юпитера и достигает в поперечнике всего 504 км. Подобно Европе, этот сателлит покрыт толстым слоем ярко-белого льда. После фотосъемки спутника камерами «Вояджеров» астрономы стали подозревать, что льды на поверхности Энцелада периодически обновляются – по крайней мере в южном полушарии. Северное сильно изрыто древними кратерами, стало быть, здесь ледовой корке сотни миллионов лет. А вот на юге кратеров крайне мало, что говорит о постепенном уничтожении старых ударных воронок по мере обновления ледовых толщ. Но тогда получается, что на спутнике, как на Европе, тоже может находиться небольшой подледный океан.

Несколько лет тому назад эта смелая гипотеза нашла подтверждение. Под ледяной коркой маленького планемо действительно может находиться скопление сильно соленой воды, постоянно подогреваемой неизвестными пока природными силами. Об этом явно свидетельствуют многочисленные гейзеры, которые выбрасывают на сотни километров ввысь водяные брызги и ледяную крошку. Сила водных струй настолько велика, что вещество со спутника попадает в космос и пополняет запасы пылевых частиц в кольце Е Сатурна. Скорее всего, само кольцо Е возникло не без участия Энцелада, оказавшегося невольным строителем этого украшения своей планеты «хозяйки».

На Земле гейзеры возникают в вулканических областях, где подземные воды вскипают под действием жара, испускаемого магматическим очагом. Что именно происходит на спутнике Сатурна, пока остается загадкой. Но точные измерения массы Энцелада показали, что внутри спутника, вероятно, находится каменное ядро, богатое радиоактивными железом и алюминием. Радиоактивные металлы выделяют много тепла, которое разогревает определенные участки соседней породы до +700 °C и выше. Тепло передается от камня подледному океану, заставляя закипающую воду через трещины пробиваться на поверхность.

На поверхности же спутника стоят жуткие морозы: температура льда здесь составляет 200 °C ниже нуля. Кое-где встречаются аномально нагретые участки с температурой около –170 °C. Возможно, в этих местах лед прогревается снизу теплыми океаническими течениями. Энцелад окутан довольно плотной для такого карлика атмосферой из водяного пара, азота, углекислого газа и метана. Малыш ни за что не смог бы удержать вокруг себя «воздушную шубу», это не получается даже у Луны, хотя она почти в 7 раз больше его в поперечнике. Это говорит о том, что атмосфера Энцелада постоянно пополняется извержениями гейзеров.

Межпланетная станция «Кассини» обнаружила в фонтанах гейзеров следы довольно сложных соединений – формальдегида, пропана и ацетилена, из которых при сильном нагревании могут образовываться молекулы аминокислот. А между тем аминокислоты – это основной «конструктор» жизни. Все белки наших клеток сложены аминокислотами. По этой причине Энцелад с недавних пор сделался предметом пристального наблюдения биологов, стремящихся больше узнать о возможностях распространения жизни во Вселенной.

Даже если спутник окажется необитаем, полученные о нем сведения продвинут науку вперед и сообщат нам немало нового о космосе, Земле и жизни. В том числе новые открытия позволят разгадать загадку активности недр на планемо. Энцелад, Ио, Титан и Тритон являются четырьмя крупными спутниками в Солнечной системе, недра которых неспокойны. При этом вулканы Ио извергают настоящие лавы, схожие с земными, а вулканы и гейзеры Энцелада и Тритона исторгают из себя воду и лед. Что роднит эти планемо? Что делает их непохожими на остальные сателлиты? Ответы на эти вопросы принесут будущие наблюдения и будущие полеты.

Под атмосферой Титана

Титан известен человечеству с середины XVII века: это был следующий после галилеевых спутников сателлит, обнаруженный астрономами в Солнечной системе. Открытие Титана произошло спустя ровно 45 лет после открытия лун Юпитера, в 1655 году, – настолько неспешно развивалась в ту пору астрономия. И лишь в середине прошлого века удалось заметить присутствие на Титане толстой «воздушной шубы», которая оказала бы честь даже планете! Из всех спутников Сатурна только Энцелад и Титан обладают собственной атмосферой. Но если газовая оболочка Энцелада, как мы уже знаем, давно улетучилась бы, если бы ее не пополняли вулканы, то Титан достаточно массивен, чтобы самому удерживать свою атмосферу – необычайно плотную.

С тех пор вот уже более полувека природа Титана беспокоит умы людей, стремящихся вообразить, что же происходит под облаками спутника-великана. Титану посвящены фантастические романы, кинофильмы, компьютерные игры. Полеты космических аппаратов позволили приоткрыть занавесу тайны. Особенно информативной оказалась миссия АМС «Кассини», которая в 2005 году сбросила на Титан робота «Гюйгенс» – для изучения условий на поверхности планемо.

Чем больше астрономы узнают о Титане, тем больше он кажется похожим на Землю

Свое название Титан получил в 1847 году от астронома Джона Гершеля (1792–1871), который решил таким образом увековечить в космосе память о мифических великанах – титанах. Истинных размеров спутника тогда никто не знал, но, как оказалось, свое имя сателлит вполне оправдывает. В поперечнике (5152 км) Титан в полтора раза превосходит Луну, а по массе (13,5×1019 т) он почти в два раза тяжелее ее. Если все остальные спутники Сатурна, которых насчитывается более 60, слепить в один громадный комок, то масса Титана окажется в 19 раз больше массы этого комка.

Поверхность Титана представляет собой унылую, усеянную камнями равнину, которую местами пересекают гряды холмиков или невысоких гор, крупнейшие из которых редко превосходят 2000 м, отчего напоминают земной Урал. Тем не менее многие горные вершины украшены шапками ледников из метанового льда и снега. Местные возвышенности часто обладают крутыми склонами, отчего выглядят весьма внушительно.

Единственным украшением бескрайних долин спутника служат озера. Их здесь очень много. На одном из участков, обследованных аппаратом «Кассини», удалось насчитать 75 озер протяженностью от 3 до 70 км. Некоторые из этих озер постепенно высыхают. Засухи, вероятно, нередки на Титане. Ученые неоднократно видели на снимках следы полностью высохших «водоемов». Разумеется, в озерах, связанных протоками, течет не вода (она при температуре на Титане немедленно замерзла бы), а жидкий метан. Глубину метановых озер сейчас нет возможности измерить, однако вряд ли они особенно глубоки. Об этом говорит богатая россыпь мелких островков во многих таких «водоемах».

Столь большому количеству метана на поверхности и в атмосфере Титан обязан своим вулканам. Ученые пока обнаружили лишь несколько таких вулканов, причем сильно сомневаются, что они способны изливать силикатные лавы, как на Земле или Ио. Скорее всего, перед нами криовулканы , какие имеются на Энцеладе и Тритоне. Из жерла таких вулканов извергается водно-аммиачная смесь с примесью метана и некоторых других веществ. Однако вулканизм на Титане протекает гораздо спокойнее, чем на Энцеладе или тем более на Ио.

На Титане сменяются времена года. В августе 2009 года в северном полушарии началась весна, которая продлится до февраля 2016 года, поскольку каждый сезон длится здесь 7,5 земных лет. Это связано с тем, что Сатурн вместе со своей свитой совершает полный оборот вокруг Солнца («сатурнов год») за 30 земных лет.