Что согревает Энцелад?

Новое исследование раскрывает возможные процессы на спутнике Сатурна - Энцеладе, в результате которых вырабатываться достаточное количество тепловой энергии для поддержания гидротермальной активности в его подповерхностном океане в течение миллиардов лет.

В работе впервые представлена концепция, объясняющая основные характеристики Энцелада, наблюдаемые космическим аппаратом «Кассини» в ходе его миссии, которая завершилась в сентябре. Полученные выводы увеличивают шансы на обитаемость сатурнианской луны.

Собранные данные включают в себя глобальный соленый океан под ледяной оболочкой толщиной 20-25 км, которая на 1-5 км тоньше над южной полярной областью, где через трещины во льду вылетают струи водяного пара и ледяные частицы. Как зафиксировал «Кассини», выброшенный материал состоял из соли и кремнеземной пыли, которые, вероятно, образуются в результате взаимодействия горячей воды - температурой по меньшей мере 90 ºC - с породой в пористом ядре.

Эти процессы требуют огромного источника тепла, примерно в 100 раз больше, чем может быть сгенерировано естественным распадом радиоактивных элементов в породах в ядре Энцелада, а также посредством фокусировки активности на Южном полюсе.

Считается, что приливный эффект от Сатурна является основным источником извержений, деформирующих ледяную оболочку, когда луна следует по эллиптическому пути вокруг гигантской планеты. Но энергия, создаваемая приливным трением была бы слишком слабой, чтобы уравновесить потери тепла, наблюдаемые в океане, - в этом случае Энцелад замерз бы в течение 30 миллионов лет.

Как показал «Кассини», спутник все еще очень активен, а значит, там происходит что-то еще. «То, где Энцелад получает устойчивую энергию, чтобы оставаться активным, всегда вызывало вопросы, но теперь мы более подробно рассмотрели структуру и состав его каменистого ядра и выяснили, что они могут играть ключевую роль в генерировании необходимой энергии», - говорит ведущий автор исследования Гаель Чоблет из Университета Нанта во Франции.

В новых симуляциях ядро выполнено из рыхлой, легко деформируемой пористой породы, в которую легко проникает вода. Таким образом, холодная жидкая вода из океана может просачиваться в ядро и постепенно нагреваться за счет приливного трения между скользящими фрагментами породы по мере своего погружения.

Вода циркулирует в ядре, а затем поднимается, потому что она более горячая, чем окружающая среда. Этот процесс в конечном счете переносит тепло узкими струйками к основанию океана. На морском дне эти струйки выходят в более прохладный океан.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.