• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
7 февраля
Андрей Папиш
878

«Рассол» и «ледовую кашу» назвали возможными источниками материала в гейзерах на Энцеладе

5.3

Планетологи давно пытаются понять, откуда гейзеры на одном из ледяных спутников Сатурна Энцеладе черпают воду. Конкурируют две гипотезы: либо из глобального подповерхностного океана луны, либо она возникает при трении «тигровых полос» — четырех трещин, замеченных на поверхности спутника. Новая термодинамическая модель планетологов, опирающаяся на поведение морской воды и ледников, показала новый вероятный источник материала для гейзеров — это зона, где вода состоит в двух агрегатных состояниях.

Выбросы гейзеров на Энцеладе
Изображение южнополярных шлейфов, выброшенных гейзерами Энцелада. Собрано по двум четким отфильтрованным фотографиям, сделанным аппаратом «Кассини» 21 ноября 2009 года / © NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. Gill

Космический аппарат «Кассини», пролетая систему Сатурна в 2005 году, зафиксировал необычную активность на южном полюсе одного из спутников газового гиганта: из-подо льда небольшой (500 километров) луны Энцелада вырывались струи паров воды. Гейзеры извергаются из четырех параллельных разломов, прозванных тигровыми полосами. Тогда астрономы открыли на спутнике предполагаемый океан жидкой и соленой воды.

Однозначного ответа на вопрос о том, откуда берутся струи гейзеров, нет. Есть две гипотезы: либо вода черпается напрямую из подповерхностного океана в минуты, когда приливное действие раскрывает трещины «тигровых полос», либо образуется при трении ледяных створок, опять же, из-за приливных сил.

Первое предположение считается наиболее вероятным, поскольку подтверждает наличие океана на Энцеладе, а извергаемый в космос лед содержит соли, в то время как ледяная оболочка спутника считается пресной.

Схема кашеобразной области вокруг тигровых полос Энцелада (слева) и состава оболочки Энцелада, демонстрирующая трение при ударном скольжении вдоль разлома «тигровой полосы». При сдвиговом нагреве на разломе образуется кашеобразная зона соленой воды вокруг кристаллов льда, которая является источником жидкости гейзера. Более темные цвета за пределами кашеобразной зоны качественно соответствуют более высокому ожидаемому содержанию соли (справа) / © Geophysical Research Letters, Colin R. Meyer et al.

Но при каких обстоятельствах выбросы гейзеров могут оставаться солеными без связи с глобальным океаном Энцелада? Такую задачу недавно решили планетологи из США, Франции и Великобритании. Их двухмерная модель предполагает, что на границе вода-лед есть прослойка, где вода существует в твердой и жидкой фазах одновременно. Такая область объясняет разнородный состав шлейфа от этих извержений, долетающего до кольца Е Сатурна, оно предпоследнее по расстоянию от центра планеты. Новое исследование опубликовал журнал Geophysical Research Letters.

Разнородность гейзерных выбросов, вызывающая вопросы, состоит в том, что выброшенные в космос зерна льда как соленые, так и бессолевые. Еще в их составе присутствуют метан, углекислый газ, молекулярный водород, а также водяной пар и органика. Именно эти вещества создают из ледяного Энцелада кандидата на обитаемость. Правда, как показали свежие модели, ее выброс вовне крайне маловероятен, океан луны, скорее всего, разделен на слои. И, возможно, «Кассини» ошибся, изучая состав шлейфа. А может, обнаруженная тогда органика вовсе не от спутника Сатурна.

Каньоны на ледяной поверхности Энцелада крупным планом в представлении художника — оригинальное фото с воздуха над Гранд-Каньоном в Аризоне, США / © Wikimedia Commons, Kevin Gill.

Тем не менее одновременное присутствие как соленых, так и пресных льдин, выброшенных гейзерами Энцелада, указывает на неоднородную среду, напоминающую, например, замерзание морской воды возле ледников. Специалисты смоделировали температурный режим, наиболее вероятный для зоны соприкосновения жидкой энцеладовой воды с ледяной оболочкой, а также рассчитали соленость океана и льда (потенциально там много поваренной соли NaCl). Область воспроизводили в отдельно взятой трещине «тигровых полос».

Пограничная зона представляет собой «ледовую кашу», где вода находится в двух агрегатных состояниях: жидком и твердом. Резервуар этой воды, по мысли исследователей, может располагаться внутри ледяного панциря спутника. Приливные силы вызывают трение между стенами трещин. В результате плавится лед, и, согласно термодинамической модели авторов статьи, так образуется разнородный «рассол». Холодная доля оседает на дно, а более теплая и пресная поднимается ближе к трещинам.

Стоит сказать, что морская вода замерзает при минус 1,8 °C, а пресная — при нуле. Таким образом, соль скапливается в нижней части «ледовой каши». Вследствие такой циркуляции при раскрытии трещин наружу выбрасывается поток двухфазной воды спутника. Механизм, когда гейзеры черпают жидкую и твердую воду из смеси «ледовой каши» и «рассола», как отмечают специалисты, объясняет разнородный состав шлейфа, а объемы расчетных извержений соответствуют наблюдаемым — 300 килограммов в секунду. По словам планетологов, количество материала в резервуарах ничтожно мало по сравнению с объемом океана Энцелада, который составляет приблизительно 20 миллионов кубических километров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 15:45
Илья

Международная коллаборация DESI представила самую детальную трехмерную карту Вселенной, которая содержит данные о 18,7 миллиона объектов. Ученые также обнаружили признаки того, что темная энергия — загадочная сила, которая ускоряет расширение космоса — может эволюционировать, ставя под сомнение стандартную модель космологии.

Позавчера, 11:56
РТУ МИРЭА

В РТУ МИРЭА разработали модуль аутентификации и поведенческого анализа, который идентифицирует пользователей по их уникальному клавиатурному почерку. Цель проекта — повысить уровень безопасности доступа к информационной системе предприятия.

19 марта
Юлия Трепалина

Группа биологов и экологов из Нанкинского университета (КНР) заметила, что черные дрозды (Turdus mandarinus), обитающие неподалеку от их вуза, подражают противоугонной сигнализации электрических мопедов — одного из самых распространенных видов транспорта в Китае. Специалисты решили оценить, насколько точны пернатые в имитации. Ранее в научной литературе описывали похожие случаи копирования техногенных звуков дикими певчими птицами, но исследований с систематическим и количественным анализом не проводили.

15 марта
Юлия Трепалина

Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

17 марта
ТГУ

В мире квантовой физики каждый день происходят удивительные открытия, которые меняют наше понимание фундаментальных законов природы. Недавнее исследование, проведенное на физическом факультете ТГУ, раскрыло новые свойства электронов, которые могут иметь важные последствия для квантовой электродинамики и технологий будущего. Ученые обнаружили, что волновая функция одного электрона может поддерживать особые квазичастицы — плазмон-поляритоны.

15 марта
Юлия Трепалина

Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).

6 марта
Юлия Трепалина

В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно