Учені з'ясували причину нетипової поведінки одного з супутників Сатурна. Супутник Енцелад при русі по орбіті тремтить і тане, обсипаючи бризками інший супутник - Єлену. До такого висновку дійшла група учених, що досліджують систему Сатурну за допомогою одного з "героїв" космосу - міжпланетного зонда Cassini.

"Судячи зі спостережень Cassini, коливання не перевищують 2 градуси щодо швидкості обертання Енцелада, якщо йдуть проти напряму обертання, і 0,75 градуса - якщо уздовж нього", - говорить керівник робіт Тері Хартфорд з Центру космічних польотів імені Годдарда.

Шостий супутник Сатурну - Енцелад дивує учених прямо з моменту свого відкриття в XVIII столітті. Дуже яскраве біле небесне тіло відбиває майже 99% падаючого на нього світла. Як з'ясувалося пізніше, все завдяки водяному льоду, покриваючому Енцелад рівним шаром. Енцелад - одне зі всього чотирьох тіл Сонячної системи, на яких є вода (три інших - Земля, Марс і супутник Юпітера Європа).

Енцелад також знаменитий струменями водяного льоду, які викидаються в космічний простір з тріщин біля південного полюса супутника. Cassini виявив їх в 2005 році. Тоді ж стало зрозуміло, що з викидів Енцелада утворюється кільце Е.

Більше того, частина водяного льоду осідає на іншому супутнику Сатурна - Олені. Втім, сам Енцелад також збирає частину викидів, що і забезпечує його високу відбивну здатність (альбедо).

Спеціальний прилад - аналізатор космічного пилу (CDA, Cosmic Dust Analyser), схожий на консервну банку для радянського оселедця, за час місії Cassini, яка наразі ще триває, кілька разів пролетів через кільце E, детально дослідивши кількість, розміри, швидкість і навіть хімічний склад частинок в них. Як підрахували учені, обсягів цих викидів цілком достатньо для підтримки кілець в незмінній формі.

А ось звідки беруться гейзери, донедавна люди не знали. Існували лише три основні моделі.

Перша - це пряме випаровування (сублімація) льоду, що вистилає внутрішні схили тигрових тріщин. При низькому тиску таке випаровування може йти, минувши рідку фазу - так, як випаровується "сухий лід" із замерзлої вуглекислоти, що наповнює візки з морозивом.

Друга модель - клатратна; у ній випаровуються летючі з'єднання (вуглекислий газ, аміак і так далі), які утворюють з кристалічним водяним льодом твердий розчин. Але не в чистому вигляді, а в гідратованому, тобто разом з молекулами води, що оточують їх. Такі структури (одна молекула в оточенні іншої або інших) називаються з'єднаннями включення або, по-науковому, клатратами.

Нарешті, третя, найцікавіша - це модель рідкого океану, розташованого десь глибоко під крижаною корою. Він цілком міг зберегтися тут з часу утворення Енцелада - зовнішні шари замерзли, а до внутрішніх справа поки не дійшла.

У 2008 році теоретики з Німеччини, Росії і Великобританії під керівництвом Юргена Шмідта і Миколи Брілліантова прорахували всі версії і дійшли до висновку, що тільки рідкий океан повністю вписується в спостережувану картину.

Щоправда, з моделлю рідкого океану залишалася одна проблема. Ученим ніяк не вдавалося знайти сліди солей натрію в частинках, складових кільце E і гейзери Енцелада. Це сильний аргумент на користь теорії сухого випаровування льоду (при замерзанні сіль з води витісняється) і проти теорії рідкого океану.

Річ у тому, що Енцелад, судячи з його середньої щільності, не може складатися з води повністю - не важливо, в твердому чи рідкому вигляді. Десь в глибині має бути досить велике і щільне кам'яне мінеральне ядро. І води, що омивають його, за довгі роки повинні були стати солоними.

Геохімік Михайло Золотов з Університету американського штату Арізона навіть підрахував, наскільки солоним повинен бути цей океан - якщо він є. Вийшли значення все у декілька разів менше, ніж у земних морів.

А в 2009 році співробітникові команди Брілліантова і Шмідта німцеві Франку Постбергу вдалося знайти цю сіль. Уважно проаналізувавши дані, зібрані Cassini в кільці E, він виявив новий тип дрібних крижинок, багатих солями натрію.

Ці порошинки розміром близько 1к2 мікрон складають приблизно 5% від загального числа частинок і раніше вислизали від уваги учених (жовту лінію натрію довго шукали за допомогою спектрального аналізу свічення кільця Е). Лише німецькою акуратний аналіз даних CDA дозволив виділити в масс-спектрах цих частинок їх основні складові.

Як розповів тоді Брілліантов, після оголошення результатів їхньої роботи на конференції, що відбулася у Великобританії, навіть супротивники теорії рідкого океану нехотя погодилися, що рідка вода під товстим шаром енцеладового льоду існує.

Правда, сказати, наскільки глибокий цей океан і наскільки він обширний, учені поки не можуть. Можна упевнено стверджувати, що його площа повинна бути не менше пари тисяч квадратних кілометрів - це приблизно 0,25% поверхонь Енцелада. Проте зверху океанічні простори обмежені лише розмірами самого супутника - океан цілком може бути глобальним.

І тоді перед ученими встала інша проблема - ніхто не розумів, звідки береться енергія, що розігріває надра Енцелада до температури плавлення льоду. За словами Брілліантова, розпад радіоактивних елементів в ядрі супутника не може забезпечити потрібного потоку тепла.

Судячи з усього, вважав учений, не вистачає і того тепла, що виділяється за рахунок приливів з боку Сатурну. Орбіта Енцелада злегка витягнута, тому гравітація Сатурну діє на нього нерівномірно, через що супутник періодично деформується.

Проте виміри напруги в корі Енцелада, а також теплова карта супутника виявили суттєві розбіжності. Зокрема, як говорить керівник робіт Тері Хартфорд з Центру космічних польотів імені Годдарда, є місця, де тепловий максимум віддалений від максимуму напруги на цілих 50 кілометрів.

Тоді учені припустили, що супутник Сатурну обертається нерівномірно. Фактично, виходить, що його частини коливаються один щодо одного. Енцелад тремтить.

І ці коливання якраз дають ту енергію, яку дослідники так довго не могли знайти. За підрахунками групи Хартфорда, коливання забезпечують уп'ятеро більший приплив енергії, ніж гравітація Сатурну без їх урахування.

За даними досліджень, примітивні види біологічного життя дихають атмосферою супутника і споживають хімічні сполуки, що знаходяться на поверхні, отримуючи тим самим необхідну енергію.