Астрономы считают, что спутник Сатурна Мимас может скрывать океан
Моделирование показывает, что спутник Сатурна Мимас — самое маленькое небесное тело, обладающее шарообразной формой благодаря собственной гравитации и выглядящее как «Звезда Смерти» из «Звездных войн», — может скрывать океан, погребенный под 28-километровым слоем льда.
Новое исследование, проведенное американскими астрономами, показало, что спутник Сатурна Мимас может скрывать под 28-километровым слоем льда невидимый океан, состоящий из жидкой воды, а стало быть, нельзя исключить и возможность существования там примитивной жизни. Пока следов воды, прорывающейся сквозь ледяную оболочку, обнаружено не было, так что выводы о наличии океана делаются лишь на основе численного моделирования. Сочетание приливного нагрева, вызванного гравитацией Сатурна, рассчитанного, исходя из небольшого эксцентриситета (вытянутости) его орбиты и собственной либрации (покачивания), должно растопить лед во внутренностях этого спутника. Соответствующая статья опубликована в журнале Icarus.
Мимас — ближайший к Сатурну крупный спутник, его диаметр составляет 396 км. Он был открыт 17 сентября 1789 года Уильямом Гершелем и спустя несколько десятилетий назван в честь одного из титанов греческой мифологии — по предложению сына первооткрывателя Джона Гершеля, сделанного им в своей работе 1847 года.
Мимас считается двадцатым по величине спутником в Солнечной системе, при этом он оказывается самым небольшим из известных космических тел, обладающих шарообразной формой за счет собственной гравитации. Его небольшая вытянутость объясняется воздействием гравитации Сатурна. Орбита Мимаса обладает лишь очень небольшим эксцентриситетом — 0,0196, — это почти идеальная окружность. Радиус его орбиты составляет 185 539 км, и он колеблется в пределах 7300 км. Чуть ближе Мимаса — на 18 тыс. км — находится Эгеон, чуть дальше — Мефона — на 8,9 тыс. км. Вместе с другими спутниками Мимас оказывает воздействие на кольца Сатурна, создавая в них промежутки, порождая также волны плотности и изгибы.
Узнаваемость облику Мимаса придает огромный ударный кратер, по своим размерам значительно превосходящий все прочие кратеры на его поверхности. Этот кратер получил наименование Гершель в честь первооткрывателя спутника.
Диаметр кратера — 130-140 км — треть диаметра самого Мимаса, высота краев — почти 5 км, глубина — 10 км. Удар, в результате которого образовался этот кратер, чуть не расколол весь спутник, — и на его противоположной стороне имеются заметные трещины.
Наблюдения, проведенные в 2014-2015 годах автоматической межпланетной станцией NASA Cassini, несколько раз сближавшейся со спутником и сделавшей его подробные снимки, намекали на то, что под поверхностью Мимаса может содержаться вода, однако прямых подтверждений ее наличия так и не было получено. Теперь о такой возможности говорит моделирование, проведенное Алиссой Роден из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (Колорадо) и Мэтью Уокером из Института планетарных наук в Тусоне (Аризона).
Исследователи изучили процессы, в результате которых притяжение Сатурна может нагревать внутренности спутника и растопить внутренний лед. Примечательно, что первоначально они, наоборот, хотели доказать, что у Мимаса не может быть никакого океана.
Низкая плотность Мимаса предполагает, что он почти полностью состоит из водного льда, однако на его поверхности нет следов просачивающейся воды. «Когда мы смотрим на такое тело, как Мимас, то видим, что это маленький, холодный, мертвый мир, — заявила в интервью New Scientist Алисса Роден, ведущий автор этого нового исследования. — Если вы разместите фото Мимаса в галерее с кучей других ледяных лун, то никогда не подумаете, что в нем есть нечто особенное, говорящее о наличии океана».
Однако наблюдения, проведенные Cassini, показывают, что спутник все же немного покачивается при вращении вокруг Сатурна, что позволяет предположить наличие чего-то не совсем обычного подо льдом. Ученые провели моделирование того, как внутренности Мимаса могут деформироваться и нагреваться под действием гравитации Сатурна, и оценили поведение его ледяной внешней оболочки при этом. Выяснилось, что даже такого гравитационного нагрева будет вполне достаточно для того, чтобы поддерживать глобальный океан, состоящий из жидкой воды, на глубинах от 24-31 км — в зависимости от реологии (текучести и пластичности) льда, температуры на его поверхности и распределения тепловых потоков — и этой глубины достаточно также для того, чтобы толстая ледяная корка не треснула и не пропускала к поверхности водяных гейзеров, как на других подобных спутниках с гипотетическими подводными океанами — вроде юпитерианской Европы и Энцелада — шестого по размерам спутника Сатурна.
«Миссия Cassini изменила наши представления о том, где могла бы зародиться жизнь за пределами нашей Земли, — заявил Эндрю Коутс из лаборатории космических исследований Университетского колледжа Лондона. — Помимо Марса, теперь спутники внешних планет, такие как Энцелад, Европа и Титан, также являются кандидатами на существование на них жизни. Мы полностью переписали учебники по Сатурну».«Океан внутри Мимаса был бы удивительным явлением, учитывая отсутствие на нем геологической активности, сравнимой с той, что наблюдается на других спутниках с подледными океанами, таких как Европа и Энцелад. Таким образом, это все имеет определяющее значение для оценки распространенности и идентификации миров с океанами, — пишут исследователи в своей статье в Icarus. — Мы находим, что при использовании самых разумных предположений Мимас должен иметь достаточно толстую ледяную оболочку и подледный океан».«В нашей Солнечной системе много ледяных спутников, и если даже Мимас может иметь океан, то и любой из подобных спутников тоже может таковым обладать, — утверждает Алисса Роден. — Чем детальнее мы будем изучать механизмы, способные сформировать подобные океаны, тем больше мы узнаем о возможных обитаемых средах, присутствующих в нашей Солнечной системе».
Кроме всего прочего, в новом исследовании обсуждается также возможность проведения новых наблюдений, которые могли бы ответить на вопрос о реальности существования подледных океанов на Мимасе и других подобных спутниках.