Планетологам впервые удалось проследить за тем, как вода из гейзеров Энцелада попадает в кольца Сатурна. Результаты своих исследований авторы опубликовали в The Astronomical Journal, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте НАСА.
Ученые сравнили изображения Сатурна и его спутника, полученные зондом Cassini за семь лет, в период с сентября 2006 года по июль 2013 года. На снимках астрономы заметили длинные и извилистые структуры, которые ученые назвали «щупальцами».
Специалистам впервые удалось при помощи фотографий отследить изменения в гейзерах, сопровождавших этот процесс. Это позволило ученым предположить наличие связи между гейзерами спутника и «щупальцами», а также кольцами планеты.
Свои выводы ученые подтвердили компьютерным моделированием. В его рамках астрономы исследовали поток от 36 наиболее крупных гейзеров, а также более слабых, расположенных на южном полюсе Энцелада. Симуляция учитывала гравитацию и электромагнетизм спутника и планеты, а также свойства водяных частиц.
Цветные точки показывают самые активные гейзеры на южном полюсе Энцелада
Изображение: JPL-Caltech / SSI / NASA
Размер частиц льда и пыли (несколько десятков нанометров), который использовали ученые в моделировании, совпадает с размерами частиц во внешнем кольце E Сатурна, измеренными зондом Cassini. Именно по самой плотной части этого кольца проходит орбита Энцелада.
Полученные учеными результаты полностью подтверждаются наблюдениями. Как отмечают авторы, после извержения гейзеров его частицы выбрасываются в окружающее пространство, образуя характерную форму «щупалец». Они позволяют воде и другой материи мигрировать с Энцелада и попадать в кольцо E на орбиту Сатурна.
Сравнение данных наблюдений Cassini и компьютерного моделирования
Изображение: JPL-Caltech / SSI / NASA
Это самое протяженное и далекое от Сатурна кольцо находится на расстоянии от 180 до 480 тысяч километров (а его ширина равна 300 тысячам километров). Щупальца меняют геометрию этого кольца, а такие изменения связаны не только с активностью гейзеров на Энцеладе, но и с его положением на орбите вокруг Сатурна.
Считается, что частицы кольца E с течением времени мигрируют в атмосферу планеты. В конечном итоге это обеспечивает транспорт воды со спутника Энцелада на Сатурн. На планете, как показали предыдущие исследования, это приводит к образованию гигантского водяного облака и Большого белого пятна протяженностью свыше десяти тысяч километров — ураганам, наблюдаемым примерно раз в 60 лет в каждом из полушариев Сатурна.
Ученые отмечают, что приливное притяжение Сатурна влияет на гейзеры, меняя ширину ущелий, из которых извергается вода. Этой задачей, а также определением темпа потери воды спутником Сатурна ученые собираются заняться в последующем.
Ранее ученые при помощи компьютерного моделирования показали наличие на Энцеладе под слоем льда на глубине 30-40 километров океана. В недрах этого водоема располагаются термальные источники, которые нагревают воду до температуры в 90 градусов Цельсия. Именно такого ее значения достаточно (в условиях спутника Сатурна), чтобы образующиеся частицы кремниевой пыли имели нужные размеры.