Океаны Плутона и Энцелада: Энергетическая загадка

Все больше планет и их спутников "подозревают" в том, что на них есть вода, ключевой фактор для возможного существования жизни. Так, журнал Geophysical Research Letters недавно опубликовал статью, которая утверждает, что под поверхностью Плутона может скрываться жидкий водяной океан. Предположение основано на данных о геологической активности, полученных зондом New Horizons.

Что "оживляет" недра Плутона?

Группа американских ученых из Планетологического института в Тусоне и Брауновского университета изучила данные, собранные New Horizons в ходе полета мимо Плутона в июле прошлого года. Экспертов заинтересовало, откуда на поверхности карликовой планеты взялись гигантские равнины, загадочные ледяные "чешуйки", криовулканы и другие странные следы геологических процессов, которые видны на снимках… На спутниках Сатурна и Юпитера эти процессы порождены мощными приливными силами, вызванными гравитационным взаимодействием с "материнской" планетой. У Плутона же такие "компаньоны" отсутствуют.

Чтобы понять, отчего недра карликовой планеты так "колбасит", специалисты разработали компьютерную модель Плутона, показывающую, как меняется его геологическая структура в результате процессов замерзания и разогревания. Выяснилось, что при замерзании на поверхности планеты должны появиться своеобразные "складки", свидетельствующие о его сжатии. Однако информация, полученная от аппарата NASA, указывает на то, что Плутон, напротив, расширяется… Единственным объяснением может быть наличие подледного океана, который сейчас еще находится в жидком состоянии, но постепенно начинает замерзать, что и вызывает расширение "внутренностей" планеты.

Каким же образом возник этот океан? По мнению исследователей, Плутон изначально был заморожен, но впоследствии в результате процессов распада радиоактивных элементов в его ядре часть водяных льдов растаяла, породив жидкий океан. Тем не менее, практически тут же начался обратный процесс застывания.

Именно эти процессы, по мнению ученых, привели к появлению наблюдаемых сегодня на поверхности Плутона форм рельефа. Так как равнины, расположенные в центре карликовой планеты, еще относительно молоды, то океан в его недрах до сих пор пребывает в жидком состоянии. Он может находиться на глубине около 260-300 километров под поверхностью планеты.

"Наша компьютерная модель показывает, что та геология, следы которой мы видим на Плутоне, может порождаться только фазовыми изменениями в структуре водяного льда в его недрах — для рождения всех его форм рельефа не нужны ни приливные силы, ни экзотические материалы, — прокомментировала руководитель исследования Эми Барр. — Если Плутон сейчас расширяется, то это значит, что в его недрах сегодня существует океан. Вероятно, такие океаны часто встречаются на мирах пояса Койпера и на лунах экзопланет".

Гейзеры Энцелада

Недавно также поступили новые данные о подледном океане, расположенном под поверхностью Энцелада, спутника Сатурна. Оказывается, он находится на глубине всего 5-20, а не нескольких десятков километров, как считалось ранее…

В 2005 году зонд "Кассини" зафиксировал струи из частиц водяного льда и пара, которые выбрасывались в космическое пространство из параллельных трещин, расположенных вблизи южного полюса — их окрестили "тигровыми полосами"…

В марте этого года "Кассини" обнаружил в гейзерных извержениях частицы песка и замороженные капли воды, что указывает на наличие в недрах Энцелада океана из жидкой и горячей воды. Сначала исследователи пришли к выводу, что океан лежит под слоем льда толщиной от 40 до 60 километров. Но эти данные не соответствовали характеру движения спутника по орбите и его форме.

Компьютерные расчеты показали, что Энцелад должен обладать большим каменным ядром радиусом в 185 километров, окруженным со всех сторон подледным океаном глубиной около 45 километров. А вот корка льда должна быть гораздо тоньше, чем предполагалось — 18-20 километров, а у "тигровых полос" — и вовсе 5 километров…

Каким же образом воде подо льдом удается оставаться жидкой? "Тонкая ледяная броня океана Энцелада кардинальным образом меняет его энергобюджет, — пишет автор исследования Энтони Тринх из Королевской обсерватории Брюсселя в статье, опубликованной в Geophysical Research Letters. — Кора льда толщиной в пять километров будет хуже удерживать тепло внутри планеты, и энергии приливных взаимодействий с Сатурном будет недостаточно для того, чтобы объяснить существование океана и потоков тела у "тигровых полос". Это означает, что тепло возникает каким-то иным путем внутри самого Энцелада".

Впрочем, тонкий слой льда, возможно, позволит будущим зондам, направленным к Сатурну, "заглянуть" в недра Энцелада, и тогда многое станет ясным…