Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 22.08.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

"Кассини" и "Хаббл" рассказали о холодных спутниках Юпитера и Сатурна

«Кассини» и «Хаббл» рассказали о холодных спутниках Юпитера и Сатурна
shortstoryf

Две действующие космические миссии НАСА, которые уже сейчас можно считать ветеранами исследований Солнечной Системы, предоставили новую подробную информацию о ледяных спутниках Юпитера и Сатурна, обладающих подповерхностными океанами. После проведения этой работы в мировом научном сообществе ещё больше усилился интерес к изучению этих океанических миров и поиску подобных объектов за пределами нашей Системы. В этой работе принимали участие две миссии: межпланетная станция «Кассини» и космический телескоп «Хаббл».

Кассини Энцелад

Представление художника о том, как «Кассини» пролетает сквозь газовые выбросы Энцелада в 2015 году. Источник: NASA/JPL-Caltech

В статьях, рассказывающих об этих исследованиях, «Кассини» обнаружил, что особая форма химической энергии, которая может поддерживать условия для существования жизни, скорее всего существует на Энцеладе — спутнике Сатурна, а исследования «Хаббла» сообщают о новой информации относительно «перьевых» выбросов, вырывающихся из недр Европы — спутника Юпитера.

«На самом деле эти результаты очень близки друг к другу. Мы смогли лучше понять некоторые компоненты, необходимые для существования обитаемой среды. Наши данные демонстрируют, что совершенно разные миссии могут работать в одном направлении и приблизить нас к ответу на вопрос, одиноки ли мы или нет», — Томас Зурбухен, первый помощник руководителя в НАСА.

Статья исследователей миссии «Кассини», опубликованная в издании Science, указывает на присутствие газа водорода, который может потенциально обеспечить источник химической энергии для жизни, поступающей в океан в недрах Энцелада от гидротермальной деятельности на морском дне. Присутствие достаточного количества водорода в океане спутника означает, что микробы, если они когда-либо существовали там, могли бы использовать его, чтобы получить энергию, объединяя водород с углекислым газом, растворённым в воде. Эта химическая реакция известна под названием «метаногенез», потому что в результате неё в качестве побочного продукта образуется метан, который лежит в корне древа жизни на Земле.

Энцелад

Это изображение показывает возможные перьевые выбросы вещества из спутника Европа. Разница между снимками два года. Эти изображения поддерживают мысль о том, что перья являются реальным явлением, возникают периодически в одном и том же регионе спутника. Оба выброса, запечатлённые в ультрафиолетовом свете спектрографом «Хаббла», были замечены в силуэте, когда спутник прошёл перед Юпитером. Недавно выявленный выброс, показанный справа, возвышается над поверхностью Европы на 100 километров, изображение было получено 22 февраля 2016 года. Изображение слева было получено «Хабблом» 17 марта 2014 года и показывает то же самое место. Эти выбросы соответствуют положению необычного теплового пятна на ледяной поверхности спутника. Источник: NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center

Жизнь, в том виде, котором мы её знаем, требует наличие трёх основных компонентов: жидкой воды, источника энергии для метаболизма и правильные химические компоненты, прежде всего углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера. Благодаря своему открытию «Кассини» показал, что Энцеладе — небольшом, ледяном спутнике Сатурна, находящемся на миллиарды километров дальше от Солнца, чем Земля — существуют почти все эти ингредиенты. Станции пока не удалось обнаружить в океане присутствие фосфора и серы, но учёные считают, что этот спутник обладает твёрдым ядром, химически подобном метеоритам, а они содержат эти два элемента.

«Подтверждение того, что химическая энергия, требуемая для жизни, существует в океане небольшого спутника Сатурна, является важным этапом в нашем поиске пригодных для жизни миров», — Линда Спилкер, координатор проекта «Кассини» из Лаборатории реактивного движения НАСА.

Во время своего самого последнего сближения с Энцеладом, которое состоялось 28 октября 2015 года, «Кассини» пролетел сквозь вырывающиеся в космическое пространства струи газа и льда. Станция также проанализировала состав этих выбросов ещё раньше во время миссии. Благодаря этому эксперименту удалось выяснить, что почти 98 процентов газа в струях составляет вода, приблизительно 1 процент водород, а всё остальное — смесь других молекул, включая углекислый газ, метан и аммиак. Это исследование было проведено с использование ионного спектрометра «Кассини» INMS, который как бы «нюхает» газы, чтобы определить их состав. INMS был разработан для исследования верхних слоёв атмосферы Титана — ещё одного спутника Сатурна. Однако после удивительного открытия станцией высоко выстреливаемых ледяных брызг в 2005 году, исходящих из горячих трещин около южного полюса, учёные направили датчики спектрометра к Энцеладу. На самом деле «Кассини» не разрабатывался для поисков жизни в газовых выбросах Энцелада. В действительности учёные тогда ещё не знали о существовании этих «перьев» вещества.

«Несмотря на то, что мы не можем обнаружить признаки жизни, нам всё же удалось выявить источник для её питания там. Всё это похоже на кондитерский магазин для микробов», — Хантер Уэйт, ведущий автор этих исследований.

Европа

Изображение поверхности Европы, полученное космической станцией «Галилео». Кадр слева очерчивает области выбросов газа, наблюдаемых «Хабблом» в 2014 и 2016 годах. Они расположены в области, окружённой зелёным овалом, который соответствует тёплой зоне на поверхности Европы, идентифицированной на тепловой карте справа. Источник: NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center

Новые доказательства являются независимыми данными того, что гидротермальная деятельность имеет место в океане Энцелада. Предыдущие результаты, изданные в марте 2015 года, предположили, что горячая вода взаимодействует с твёрдой породой на дне океана, новые же данные поддерживают это заключение и добавляют данные о том, что твёрдая порода, кажется, химически реагирует, чтобы произвести водород.

Статья, повествующая о новых результатах космического телескопа «Хаббл», была опубликована в издании Astrophysical Journal Letters. В ней сообщается о наблюдениях за спутником Европа за 2016 год, в частности, о наблюдении перьевых выбросов, вырывающихся из поверхности спутника в том же месте, в котором ранее «Хаббл» наблюдал это явление в 2014 году. Эти данные поддерживают доказательства того, что газовые следы на Европе могут быть реальным явлением, так как возникают в одном и том же регионе с явной периодичностью.

Недавно обнаруженный выброс возвышается над поверхностью Европы на 100 километров, в то время как наблюдаемый газ в 2014 году поднимался всего на 50 километров. Но, оба этих явления соответствуют необычно тёплой области, которая содержит трещины в ледяной коре спутника. Они были замечены ещё в конце 1990-х годов космическим аппаратом «Галилео». Исследователи считают, что это является доказательством наличия воды в недрах Европы, совсем как у Энцелада.

«Перьевые выбросы Энцелада связаны с более горячими областями, именно поэтому после обнаружения «Хабблом» этих же особенностей на Европе, мы начали изучать тепловые карты «Галилео». Удалось установить, что выбросы на этом спутнике расположились прямо на тепловой аномалии», — Уильям Спаркс из Научного института космического телескопа в Балтиморе.

Исследователи говорят, что, если выбросы и тепловое пятно связаны, это может означать, что вода, выстреливаемая из-под ледяной коры Европы, нагревает окружающую поверхность. Другая идея заключается в том, что вода, изгоняемая в этих струях, падает на поверхность в виде мелкодисперсного тумана, изменяя структуру поверхностных зёрен, позволяя им сохранять тепло дольше, чем окружающая местность.

Для проведения обоих наблюдений, как в 2014, так и в 2016 году, команда использовала спектрограф STIS «Хаббла» для того, чтобы определить «перья» в ультрафиолетовом свете. Поскольку Европа проходит перед Юпитером, любые атмосферные особенности вокруг края диска спутника блокируют часть света Юпитера, позволяя спектрографу видеть особенности в силуэте этого света. Спаркс и его команда продолжает использовать «Хаббл» для изучения Европы и поисков новых примеров выбросов с целью определения частоты, с которой они появляются.

Будущие исследования НАСА океанских миров основополагаются на исследованиях «Хаббла» относительно предполагаемых выбросов на Европе и долгосрочных исследований «Кассини» за газовыми следами Энцелада. В частности, оба исследования закладывают основу для будущей миссии НАСА под названием Europa Clipper, старт которой намечается после 2020 года.

«Если перьевые выбросы на Европе существуют, а мы сейчас очень сильно в этом уверены, то благодаря Europa Clipper мы их точно обнаружим», — Джим Грин, руководитель отдела Планетарных наук НАСА.

Идентификация места, из которого происходят эти выбросы, является заманчивой целью для миссии Europa Clipper, в частности, для мощного комплекса её научных инструментов. Кроме того, существуют разработки мощной ультрафиолетовой камеры, которая должна провести подробные измерения, как телескоп «Хаббл», только с расстояния в тысячи раз ближе.

По информации НАСА.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google