Сатурн отбирает воду у своих колец

Недавно астрофизики из Великобритании разгадали еще одну загадку Сатурна. Долгое время было непонятно, откуда в верхних слоях атмосферы этого газового гиганта берется водяной пар. Оказалось, что живительной влагой Сатурн исправно снабжает не только Энцелад, но и его кольца. Возможно также, что Сатурн получает воду и из каких-то других резервуаров.

Фото:

Следует заметить, что ученым давно было известно, что в нижних слоях атмосферы Сатурна присутствует водяной пар. Но это совершенно не удивительно — так происходит на всех планетах, имеющих атмосферу. Куда более интересным считался тот факт, что в верхних слоях атмосферы этого гиганта водяного пара на несколько порядков больше. Откуда же он там берется?

Эта загадка не давала астрономам покоя до 1997 года, когда космический телескоп Herschel Европейского космического агентства обнаружил в верхних слоях атмосферы планеты нечто весьма интересное. Его приборы зафиксировали некий тор (фигура, напоминающая бублик) из воды, направленный от спутника гиганта Энцелада к самому Сатурну. Удивительное образование оставалось все это время неизвестным из-за того, что в видимом свете водяной пар незаметен. Но на борту телескопа Herschel имелась аппаратура, снимающая в инфракрасном диапазоне, и с ее помощью данный "резервуар" удалось обнаружить.

На основе данных Herschel ученые построили компьютерные модели и выяснили, что вода действительно поступает на Сатурн с Энцелада. Точнее говоря, планета-гигант, обладающая сильной гравитацией, просто "обкрадывает" свой спутник. Однако расчеты показали, что таким образом в верхние слои атмосферы поступает всего лишь 3-5 процентов водяного пара. Откуда же взялась остальная вода? Совершенно очевидно, что тоже из космоса. Но где в данном случае находится "резервуар"?

Читайте также: Спутник атакует родную планету

И вот недавно астрофизики выяснили местонахождение еще одного потенциального источника сатурнианской влаги. Им оказались… кольца планеты-гиганта, которые и снабжают атмосферу своего "властелина" изрядным количеством Н2О. И хотя о количественном масштабе явления, обнаруженного учеными на Сатурне, пока не приходится говорить, оценки не произведены, но уже имеются свидетельства того, что заряженные частицы воды выпадают в ионосферу газового гиганта. При этом происходит ее значительное ослабление.

Эти данные получены с помощью космического зонда "Кассини". Группа исследователей под руководством Джеймса О'Донохью (James O'Donoghue) из Университета Лестера (Великобритания) проанализировала данные об атмосфере Сатурна. Оказалось, что на нее практически влияют кольца Сатурна, хотя они удалены от границ атмосферы на 50 000-180 000 км!

Частицы воды в кольцах газового гиганта Сатурна, по мнению авторов работы, обладая электрическим зарядом, устремляются к планете вдоль силовых линий ее магнитного поля. Высыпаясь в атмосферу, водяные частицы нейтрализуют своими зарядами трехатомные ионы водорода, характерные для газообразной оболочки Сатурна. При изучении верхней атмосферы гиганта были обнаружены пятна с очень низким содержанием таких ионов, именно они и привлекли внимание ученых к высыпаниям водяной материи колец. По мнению ученых, пока ничего другого в качестве приемлемого объяснения обнаруженному явлению предложить не удается. Попадание ионизированных молекул воды приводит к снижению освещенности ионосферы в местах проекции замкнутых силовых линий магнитного поля планеты Сатурна.

В итоге, по расчетам исследователей, 30 — 43 процентов ее поверхности в районах ниже 25 — 55° широты находятся в своеобразной "тени". Поэтому если Земля или Юпитер имеют весьма однородное свечение ионосферы вне полярных регионов, то на Сатурне есть полосы, где такого свечения нет. Направленный поток частиц воды ведет к постепенному уменьшению массы колец, но пока трудно сказать, насколько этот процесс может повлиять на собственно кольца: возможно, потери массы слишком малы, чтобы истощить их вещество за обозримое время. Тем не менее уже сейчас ясно, что ранее они были, по-видимому, массивнее.

Итак, теперь можно с уверенностью сказать, что газовый гигант получает воду из космоса. Без сомнения, это весьма необычный способ запастись живительной влагой. "На Земле ничего подобного нет. Значительное количество воды не валится на нас из космоса", — говорит о данном феномене доктор Пауль Хартогх из Института исследований Солнечной системы Макса Планка. Впрочем, не исключено, что Сатурн может использовать и другие резервуары, ведь в самом космосе таковых достаточно много.

Так, например, наиболее удаленное "хранилище" воды во Вселенной находится на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Солнечной системы. По подсчетам ученых, в нем содержится в 140 триллионов раз больше воды, чем во всех океанах Земли. И расположено это великолепие в пределах квазара APM 08279+5255, в центре которого сидит черная дыра массой около 20 миллиардов Солнц. Эта вода занимает пространство поперечником несколько сотен световых лет.

Так что, как видите, воды в космосе хватает. Поэтому можно предположить, что Сатурн захватывает ее не только из своих колец и с поверхности спутников, но и прямо оттуда…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"