Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

Титан — крупнейший и самый интересный спутник Сатурна. Он вполне оправдывает свое имя, лишь немного уступая крупнейшему спутнику в Солнечной системе — Ганимеду, — и так же, как он, превосходя размером Меркурий. Еще наземные наблюдения показали, что Титан имеет плотную атмосферу. Пролетая в 1981 г. через систему Сатурна, «Вояджер-2» обнаружил, что основным компонентом атмосферы Титана (как и земной атмосферы!) является азот (85%), а кроме него присутствуют аргон, метан и другие углеводороды. Похоже, атмосфера Титана напоминает атмосферу юной Земли в период зарождения жизни. А давление (1,6 атм.) и температура (95 К) у поверхности Титана таковы, что там возможно существование озер из углеводородов.

Существовало даже мнение, что плотная атмосфера Титана образовалась именно из-за наличия там биосферы. Однако для форм жизни, подобных земным, температура на поверхности Титана все же слишком низка. Во всяком случае, для астрохимии Титан представляется интереснейшим объектом исследования. В середине 2004 г. в систему Сатурна прибыл американо-европейский зонд «Кассини» с посадочным аппаратом «Гюйгенс», который 14 января 2005 г. опустился на поверхность Титана. Как и ожидалось, она выглядит безжизненной — слишком холодно! Но «Кассини» продолжает исследования Титана, регулярно пролетая мимо него. В полярных областях уже обнаружены области, очень похожие на углеводородные моря. Замечательная маленькая планета Титан становится все интереснее.

Среди остальных спутников Сатурна лишь Япет, Рея, Диона и Тефия имеют радиусы 500—800 км., а все прочие спутники заметно мельче. Интересно, что средняя плотность у спутников Сатурна близка к плотности водяного льда и не уменьшается с удалением от планеты, что характерно для галилеевых спутников Юпитера. Вероятно, причина в том, что молодой Сатурн излучал в космос намного меньше тепла, чем Юпитер, и температура даже на расстоянии 160000 км. от планеты (где расположен спутник Мимас плотностью 1,2 г/см³) не поднималась настолько, чтобы вода мигрировала в более холодные окрестности планеты. Разумеется, если сейчас спутники находятся именно там, где они сформировались.

Рис. Мимас.

Кстати, Мимас интересен не только тем, что это ближайший к Сатурну крупный спутник; он также обладатель огромного ударного кратера диаметром 130 км., что составляет 1/3 от диаметра самого спутника. Удивительно, как Мимас выдержал такое столкновение и не раскололся. Еще ближе к Сатурну, рядом с кольцами и внутри них движутся маленькие тела, среди которых Пан, Атлант, Прометей, Пандорра, Янус и Эпиметей.

Любопытен Энцелад, на поверхности которого найдены бескратерные районы. Средняя плотность Энцелада всего 1,1 г/см³, что указывает на преимущественно водный состав его недр. Об этом же говорит и идеально сферическая форма этого сравнительно небольшого спутника. Все это было известно довольно давно. Высказывались даже предположения, что несколько сотен миллионов лет назад на Энцеладе происходили извержения ледяных вулканов, выбросы которых омолодили поверхность. Однако никто не ожидал, что в наши дня на поверхности спутника бьют фонтаны. Тем не менее, это так. Наблюдения с борта «Кассини» показали, что струи воды (в виде пара и льдинок) взлетают над поверхностью Энцелада с такой силой, что частично даже улетают в космос.

Рис. Энцелад.

Эти струи были открыты на изображениях, переданных зондом «Кассини» в момент, когда, пролетая мимо Энцелада, он получил команду посмотреть назад, в направлении Солнца. Энцелад при этом был виден аппарату с ночной стороны, а небольшая часть его дневной стороны выглядывала из-за ночной как тонкий полумесяц. Рассеивающие солнечный свет частицы, выброшенные с поверхности спутника, должны быть хорошо видны с этого направления. Выбранная тактика наблюдений оказалась успешной: на полученном изображении видно несколько струй, вылетающих из тех мест, где раньше были обнаружены разломы поверхности — «тигровые полосы». Еще в июле 2005 г. «Кассини» обнаружил увеличенный поток частиц из этих областей, а в ноябре 2005 г. удалось сфотографировать и сами «гейзеры».

Исследователи полагают, что на снимках мы видим мелкие частицы льда, в который превратилась вода, вырвавшись из-под поверхности спутника в вакуум космического пространства. Вероятно, эти струи выбрасываться из «карманов», заполненных водой при температуре около 0°С. Вскипая при уменьшении давления, вода стремительно расширяется и выплескивается наружу, как в случае хорошо известного холодного гейзера в Йеллоустонском национальном парке (США). Большая часть воды, разумеется, падает на поверхность и замерзает. Но поскольку вторая космическая скорость на поверхности Энцелада всего около 200 м/с, часть выброшенного вещества устремляется в космос.