Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

В 2004 году межпланетная станция «Кассини» добралась до системы Сатурна, а в 2005 году впервые облетела Энцелад. Ученые обнаружили, что силовые линии магнитного поля Сатурна как бы упираются в Энцелад, а не проходят сквозь него, как должны были бы, будь это примитивное мертвое тело – остывший кусок льда и камня. Объяснить подобное явление могло бы наличие атмосферы на спутнике. В итоге у «Кассини» изменили программу полета и направили его на орбиту Энцелада высотой всего 170 км. Но вместо атмосферы ученые увидели в южной полярной области спутника шлейфы воды, смешанной с азотом, аммиаком и органическими веществами. Они образовались так же, как на Европе, – это гейзеры, бьющие на сотни километров вверх. Часть воды оседает на поверхность в виде ледяных частиц, а часть уносится в пространство. Более того, эти выбросы даже сформировали одно из колец Сатурна.

Доказательства существования подповерхностных водоемов, скрытых подо льдом Энцелада, были обнаружены не так, как в случае с Европой. Находясь на орбите спутника, «Кассини» без видимых причин то немного ускорялся, то замедлялся. Наличие этих колебаний скорости говорило о том, что гравитационное поле Энцелада неоднородно: подо льдом есть более или менее плотные участки. К такому эффекту обычно приводит то, что под поверхностью тела находятся вещества с разной плотностью. Вещество с большей плотностью при том же объеме обладает большей массой и вызывает большую силу притяжения, чем вещество с меньшей плотностью. Кроме того, плотность может меняться у одного и того же вещества, находящегося в разных агрегатных состояниях. Вода в жидком состоянии, например, обладает большей плотностью, чем в твердом (именно поэтому лед выталкивается водой, и с айсбергами сталкиваются корабли, а не подводные лодки). Расплавленный камень, наоборот, обладает меньшей плотностью, чем затвердевший. В 2014 году появилась работа, в которой анализируются гравитационные аномалии Энцелада⁹⁰. Авторы статьи утверждают, что эти аномалии объясняются, если предположить, что на южном полюсе под коркой льда толщиной в 30–40 км находится подповерхностное озеро площадью 80 000 км² и глубиной около 10 км.

В 2014 году «Кассини» пролетел сквозь один из гейзеров Энцелада и проанализировал его состав: оказалось, что, помимо соли и воды, в нем содержится множество сложных органических молекул (гораздо сложнее, чем на Европе), высоки концентрации углекислого газа и водорода. Возможное наличие внутреннего источника тепла, воды и сложных органических молекул делает Энцелад, пожалуй, самым благоприятным местом для внеземной жизни в Солнечной системе.

Еще одним членом семьи Сатурна, о котором следует рассказать, является Титан – первый из обнаруженных спутников Сатурна, открытый Кристианом Гюйгенсом в 1655 году. Объявление об открытии Титана, которое сделал Гюйгенс, кто-то может посчитать изящной шуткой изящного века, а кто-то – гениальным выходом из ситуации, когда с одной стороны, боишься упустить приоритет открытия, а с другой – не желаешь быть опозоренным, если все же ошибся в наблюдениях. Так вот, Гюйгенс разослал своим коллегам цитату из поэмы Овидия со случайным набором слов в конце. Через год, когда ученый уже был полностью уверен в совершенном открытии, он выпустил памфлет с расшифровкой: слова оказались анаграммой фразы «Спутник обращается вокруг Сатурна за 16 суток и 4 часа».

«Кассини» летел к системе Сатурна не в одиночку. Он нес с собой спускаемый аппарат «Гюйгенс», который должен был приземлиться на поверхность Титана[63]. Такое внимание спутнику было оказано не зря. Титан – самый большой естественный спутник планеты в Солнечной системе, больше, чем планета Меркурий, и единственный спутник, который обладает плотной атмосферой – ее плотность даже больше, чем плотность земной атмосферы. Правда, тут очень холодно. Температура поверхности примерно такая же, как и у других малых тел в системе газовых гигантов, – -170–180 °C.

В 2005 году «Гюйгенс» совершил мягкую посадку на поверхность Титана и передал данные об условиях в его атмосфере и на поверхности, а также завораживающие фотографии местных пейзажей. До посадки аппарата никто не знал, на какую именно поверхность он сядет, поэтому «Гюйгенс» приспособили даже для плавания. Сел он необычно. Впоследствии изучение телеметрии посадки показало, что при первом контакте с поверхностью «Гюйгенс» опустился на 12 см, потом немного отскочил и, прежде чем остановиться, проскользил. На Земле такая ситуация возможна, если поверхность покрыта снегом с тонкой ледяной коркой. А значит, «Гюйгенс» совершил посадку в некое, возможно, подобное земному снегу вещество.