Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Как и Юпитер, Сатурн не испытывает недостатка в естественных спутниках: вокруг нашего второго по величине газового гиганта обращается по крайней мере 62 таких объекта разного размера — от мини-лун, больше похожих на астероиды, до полноценных спутников размером почти с Ганимед. Знаменитые кольца Сатурна состоят из микроскопической пыли и объектов, достигающих в размерах нескольких сотен метров. Кольца простираются на тысячи километров, образуя диск толщиной всего лишь около 10 м. Размеры крупных спутников Сатурна, которые находятся дальше основных колец, варьируются в диапазоне от 10 до 150% размера нашей Луны.

В древнегреческой мифологии известны две расы божественных существ, детей антропоморфных воплощений земли и неба, — титаны и гиганты. Главным среди титанов был Кронос, позже он вошел в мифологию римлян под именем Сатурна. Он и его супруга (а также, как ни странно, его сестра) Рея (в римской мифологии — Опа) стали родителями Зевса (Юпитера), Посейдона (Нептуна) и Аида (Плутона)[43].

Названия для главных спутников Сатурна были предложены в 1847 г. британским эрудитом Джоном Гершелем: для самых крупных спутников он выбрал имена титанов и гигантов — братьев и сестер Сатурна. Энцелад был открыт отцом Гершеля Уильямом и назван в честь одного из гигантов.

Энцелад — шестой по величине спутник Сатурна, крошечный и очень яркий. При диаметре всего лишь 500 км Энцелад в семь раз меньше Луны и вполне уместился бы на территории Англии или Аризоны.

Обращается Энцелад в самом дальнем разреженном кольце Сатурна, образованном частицами, которые выбрасывают гейзеры самого спутника. Своей блестящей поверхностью он обязан постоянно обновляющемуся льду, который образуется из выбрасываемой из недр Энцелада воды. Благодаря ему отражающая способность спутника — одна из самых высоких в Солнечной системе. Отражая то небольшое количество солнечного излучения, которое добирается до Сатурна, поверхность Энцелада исключительно холодная — даже в полдень средняя температура не поднимается выше –198 °C.

До 2004 года, когда к Сатурну отправился запущенный NASA в сотрудничестве с Европейским космическим агентством зонд «Кассини–Гюйгенс», мы почти ничего не знали об Энцеладе. Учитывая небольшой размер и даже большее расстояние от Солнца, чем у спутников Юпитера, он считался безжизненным царством льда. С открытием гейзеров стало ясно, что на Энцеладе есть вода, а также геологическая активность, без которой столбы воды вряд ли бы смогли взлетать над поверхностью спутника. Полученные миссией данные заставили астрономов полностью пересмотреть свое отношение к Энцеладу.

Первоначально предполагалось, что область распространения воды под поверхностью Энцелада ограничивается территорией с действующими гейзерами вокруг южного полюса спутника. Напоминая покрытую полосками шкуру тигра, лед там изрезан трещинами, из которых вырывается вода. В ходе дальнейших наблюдений были выявлены незначительные колебания Энцелада при его движении по орбите. Самое простое объяснение их наличия — движение воды в океане, простирающемся под всей поверхностью спутника на глубине около 26–31 км. Эти колебания можно сравнить с колебаниями раскрученного сырого куриного яйца[44]. Глубина океана Энцелада в 10 раз превышает среднюю глубину океанов на Земле.

Благодаря легкому доступу к воде, выбрасываемой из недр Энцелада, аппарату «Кассини» удалось взять ее образец при пролете через струи. Анализ пробы показал, что она содержит смесь воды, углекислого газа, метана, соли и кристаллов аммиака. В сочетании с теплом из того источника, который питает гейзеры спутника, эта комбинация органических соединений вполне может служить средой для жизни.

Вдали от Солнца крошечный спутник Сатурна нагревается от тех же приливных деформаций, которые снабжают теплом трио спутников Юпитера. Энцелад находится в резонансе со своим соседом — спутником Диона (названным так в честь титана из греческих мифов). За то время, которое требуется Дионе на один оборот вокруг Сатурна, Энцелад облетает планету дважды. Как и в случае с внутренними галилеевыми спутниками, под воздействием притяжения Дионы орбита Энцелада принимает слегка эллиптическую форму, что приводит к периодическому ослаблению и усилению влияния Сатурна на движущийся по орбите спутник. Однако одним лишь этим явлением объяснить происхождение получаемой спутником энергии не получится. Согласно расчетам, нагрева, вызванного влиянием Сатурна, было бы недостаточно для обеспечения столь высокой активности гейзеров. Возможно, недостающая энергия берется из внутреннего тепла, накопленного в период формирования спутника или оставшегося с тех времен, когда его орбита была более вытянутой.