Как энтузиаст космоса, десятилетиями изучавший нашу Солнечную систему, я должен сказать, что недавние открытия о Мимасе просто поразительны. Я хорошо помню, как впервые увидел эту луну – я был уверен, что это не океанский мир, но не мог полностью отвергнуть эту идею.
Внешняя Солнечная система затоплена жидкой водой. Под ледяной коркой четвертого по величине спутника Юпитера, Европы, скрывается соленый океан, в котором больше воды, чем во всех океанах Земли вместе взятых. Подземное море на спутнике Сатурна Энцеладе извергает в космос шлейфы водяного пара. Есть заманчивые намеки на то, что океаны могут существовать и на Ганимеде, Каллисто, Титане и других далеких лунах.
Пока я путешествую по космосу, мое внимание привлекает новое открытие: Мимас, спутник Сатурна, поразительно похожий на Звезду Смерти из «Звездных войн», возможно, скрывает под своей ледяной поверхностью секретный океан. Если это правда, то это предполагает, что на виду может быть больше скрытых морей, что делает внешнюю Солнечную систему потенциально более пригодной для жизни, чем мы думали раньше.
В 2014 году ученые представили первоначальные результаты, предполагающие, что Мимас может быть богатой водой планетой, что вызвало продолжительный спор среди экспертов, продолжавшийся более десяти лет. Примечательно, что Алисса Роден, планетолог из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, выразила сомнение по поводу этой гипотезы. Их обоснование было простым: на изрытой кратерами поверхности Мимаса не было никаких признаков наличия подстилающего ее океана. Обычно гравитационное притяжение Сатурна взбалтывает воду внутри Мимаса, что приводит к образованию заметных трещин на его ледяной поверхности. Однако таких трещин не наблюдалось.
Ситуация в отношении Мимаса, похоже, меняется, поскольку два исследования, проведенные командой Родена и Валери Лейни из Парижской обсерватории и его коллег, предоставили убедительные доказательства того, что Мимас может обладать молодым и динамичным океаном. Это открытие открывает интригующую возможность существования активной внешней Солнечной системы. Перспектива этого океана — это то, что больше всего очаровывает Родена, который поделился своими мыслями о потенциальном океане и его значении для ученых с журналом Knowable Magazine.
Этот разговор был отредактирован для обеспечения длины и ясности.
Что мы знаем об этих скрытых океанах?
Во многом они похожи на наши — по крайней мере, в том, что они, скорее всего, состоят из соленой воды.
Было установлено, что эти небесные тела, напоминающие океаны, имеют ледяную внешность из-за их общей светимости, и этот факт подтверждается наблюдениями как с помощью телескопов, так и с космических аппаратов, которые обнаруживают следы водяного льда в их спектральных характеристиках. Некоторые из этих океанских спутников настолько легкие, что, вероятно, содержат водяной лед в своих скалистых ядрах. При нагревании этот водяной лед превращается в жидкую воду, которая может разрушать камни и производить соленую воду. На Энцеладе в космос удивительным образом выбрасывается вода, богатая минералами.
Учитывая, насколько холодно во внешней Солнечной системе, что генерирует тепло?
На первый взгляд далекие океаны могут показаться недоступными. В конце концов, так далеко от Солнца тепла, необходимого для таяния льда, не хватает. Однако интригующее астрономическое явление, известное как гравитационный нагрев, делает окраины нашей солнечной системы удивительно теплыми.
Говоря о Юпитере и его спутнике Европе: мощное гравитационное притяжение Юпитера заставляет Европу тянуться к нему. Поскольку орбита Европы эллиптическая (она приближается, а затем удаляется от Юпитера), она неоднократно удлиняется и сжимается. Этот непрерывный процесс порождает внутреннее трение, которое нагревает Европу настолько, что океан остается жидким.
Первоначальные признаки того, что Европа может содержать подземный океан, появились, когда миссия «Вояджер» приблизилась к Юпитеру в 1979 году. В отличие от нашей Луны и многих небесных тел внутри солнечной системы, Европа демонстрирует уникальные характеристики. Его ледяная поверхность почти не усыпана кратерами, вместо этого он украшен пересекающимися линиями и разбитыми фрагментами, которые перемещаются вокруг. Одним лишь случайным взглядом можно легко вызвать в воображении мысли о необычных действиях, происходящих под его поверхностью.
Вы упомянули особенности поверхности. На какие еще доказательства мы полагаемся, чтобы обнаружить скрытый океан?
Один из подходов предполагает изучение магнитных полей. Поскольку соленая вода является электропроводной, она может генерировать магнитное поле вокруг Луны, потенциально мешая собственному магнитному полю планеты. Эта магнитная аномалия является убедительным доказательством гипотезы о скрытом океане Европы под ее поверхностью.
Однако одного доказательства недостаточно. Чтобы подтвердить наличие океана, нам нужна комбинация различных доказательств. Например, мы могли бы исследовать уровень соли на поверхности или наблюдать, как гравитация Луны влияет на космический корабль. Поскольку вода имеет другую плотность по сравнению с камнем или жидким металлом, эти гравитационные буксиры могут дать нам подсказки о природе материала и его местоположении на Луне.
Мы могли бы также рассмотреть возможность визуализации вращения Луны, когда она вращается вокруг своей родительской планеты, подобно нашей собственной Луне. Обычно спутники меньшего размера смотрят на свою планету одной и той же стороной, как и наша Луна. Однако по мере того, как луна движется по своей орбите, могут происходить небольшие сдвиги в направлении ее взгляда, что приводит к танцевальному движению, известному как «шимми». На степень этого колебания влияет состав внутренней части Луны: ледяной панцирь, плавающий на воде, допускает большие движения по сравнению с панцирем, покоящимся на камне. Именно так мы обнаружили океан на Энцеладе, и это служит убедительным доказательством существования океана под Мимасом.
Давайте поговорим о Мимасе. Как вам удалось изучить Луну?
Около десяти лет я посвятил свою работу Европе и другим ледяным лунам. Затем, в 2014 году, была опубликована статья о Мимасе. В этой статье показано, что видимая часть Мимаса слегка движется или колеблется, что может означать, что у него есть подземный океан или необычная форма ядра.
Хотя появление океана казалось маловероятным, Мимас напоминал нашу Луну своей сильно кратерированной поверхностью. В отличие от Европы, на ней не было пересекающихся линий или сломанных фрагментов, а также не было гейзеров, подобных Энцеладу. Увидев Мимаса, я подумал: «Это не может быть океанская луна», но оказался не в состоянии опровергнуть эту теорию.
На протяжении многих лет я размышлял над идеей Мимаса, кульминацией которой стала исследовательская статья, представленная в Ежегодный обзор наук о Земле и планетах в 2023 году. В этой статье отвергались многочисленные теории океана, оставляя только одну возможность. : океан, возникший относительно недавно, гораздо позже самого Мимаса. Недавно образовавшийся океан может оказаться неуловимым. Однако это было всего лишь предложенное объяснение.
Как последняя работа изменила картину?
В начале 2024 года Валери Лейни и его команда представили новые доказательства присутствия океана на Мимасе. Вместо того, чтобы сосредоточиться на либрации, они исследовали изменения орбиты Мимаса с течением времени, изменения, на которые влияет его внутренняя структура. Их результаты показали, что эти изменения не могут быть объяснены необычной формой ядра, что делает океан наиболее вероятным.
Наше исследование, опубликованное в июне, проливает свет на то, почему на поверхности нет явных трещин. Мы предполагаем, что океан относительно молод – ему около 10 миллионов лет – и лишь недавно прекратил расширяться. Мы предполагаем, что приливных сил молодого активного океана может быть недостаточно, чтобы разрушить лед наверху. Напротив, именно стресс, вызванный возможным замерзанием, может привести к растрескиванию. Поскольку Мимас постепенно теряет тепло по мере того, как его орбита становится менее эксцентричной, замерзание – процесс, который только начинается на Мимасе – вероятно, приведет к разрушению верхнего слоя льда.
Исследование показывает, что со временем Мимас, вероятно, может остаться без океана, что немного разочаровывает, учитывая его недавнее признание. Однако у этого есть и обратная сторона: Мимас потенциально может превратиться в новейшую звездную достопримечательность Сатурна, во многом похожую на Энцелад – самый «модный» спутник Сатурна – имеющий глубокие трещины и, возможно, даже водные гейзеры.
Каковы общие последствия этого исследования?
Меня это интересует с геофизической точки зрения. Мы думаем о самых ранних эпохах в нашей солнечной системе как о жарких временах, когда происходит вся активность; затем все развивается в сторону более спокойного состояния. Спутник Плутона Харон мог потерять океан. А океаны Европы и Ганимеда довольно старые. Что луна могла образовать новый океан уже на протяжении всей своей истории и что мы могли это наблюдать? Это захватывающе! Это открывает возможность того, что любой мир, в том числе мир со старой, покрытой кратерами поверхностью, может проходить через аналогичный переход.
Существует также любопытство относительно того, могут ли эти океаны содержать жизнь – их потенциальную обитаемость. На данный момент остается неясным, являются ли какие-либо океаны в нашей Солнечной системе, кроме земного, обитаемыми, обитаемыми или в настоящее время обитаемыми. Однако, если Мимас действительно обладает океаном, он может дать представление о росте и трансформации этих небесных тел, а также о том, как возникают и исчезают среды обитания. Очень интересно наблюдать за этими событиями в реальном времени, а не просто изучать последствия событий, произошедших много веков назад.
Какие предстоящие миссии могут рассказать нам больше?
1. Европейское космическое агентство уже запустило исследовательскую миссию «Исследователь ледяных лун Юпитера» (Juice), которая будет внимательно изучать Европу, а также спутники Ганимед и Каллисто, под поверхностью которых имеются признаки наличия океанов. В 2024 году осень знаменует собой время, когда НАСА планирует отправить Europa Clipper на орбиту Юпитера с целью оценить, предлагает ли Европа пригодные для жизни условия.
Солнечная система Урана, центр будущих планов НАСА, похоже, является областью, где мои текущие исследования имеют наибольшее потенциальное влияние. Примечательно, что она имеет много общих характеристик с системой Сатурна, например, наличие ледяных спутников среднего размера, подобных Мимасу и Энцеладу. Учитывая возможность существования океана на Мимасе, вполне разумно предположить, что водные миры могут существовать и среди спутников Урана.
Первоначально опубликовано в журнале Knowable Magazine, автономном журналистском проекте Annual Reviews. Рассмотрите возможность подписки на их рассылку.
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Отношения Донни и Тери закончились по-другому в удаленной сцене «Олененка»
- Фотографии первого взгляда «Эмили в Париже» 4 сезона намекают на Рождество и дружеских бывших
- Это обновление Quest 3 дает гарнитуре Meta одну из лучших функций Apple Vision Pro
- 8 лет спустя одна сцена в финале «Аколита» раскрывает тревожную правду о световом мече
- Шестой сезон «Рассказа служанки»: Джош Чарльз присоединяется к последнему сезону; Детс ВНУТРИ
2024-08-18 21:58