|
Стабильный пригодный для жизни океан Энцелада
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное учеными из Оксфордского университета, Юго-Западного исследовательского института и Института планетологии в Тусоне, штат Аризона, предоставило первые доказательства значительного теплового потока на северном полюсе Энцелада, опровергая предыдущие предположения о том, что потери тепла были ограничены его активным южным полюсом.
|
|
|
|
Это открытие подтверждает, что ледяная луна излучает гораздо больше тепла, чем можно было бы ожидать, если бы она была просто пассивным телом, что подтверждает вероятность того, что на ней может существовать жизнь. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
|
|
|
|
Энцелад - планета с высокой активностью, с глобальным соленым подземным океаном, который, как полагают, является источником тепла. Наличие жидкой воды, тепла и нужных химических веществ (таких как фосфор и сложные углеводороды) означает, что подземный океан считается одним из лучших мест в нашей Солнечной системе для развития жизни за пределами Земли.
|
|
|
|
Но этот подземный океан может поддерживать жизнь только в том случае, если в нем есть стабильная среда, в которой потери энергии сбалансированы. Этот баланс поддерживается приливным нагревом: гравитация Сатурна растягивает и сжимает Луну по мере ее обращения, генерируя тепло внутри. Если Энцелад не получит достаточного количества энергии, активность на его поверхности замедлится или прекратится, и океан может в конечном итоге замерзнуть. С другой стороны, избыток энергии может привести к увеличению активности океана, что приведет к изменению окружающей среды.
|
|
|
|
|
|
|
"Энцелад является ключевой целью в поисках жизни за пределами Земли, и понимание долгосрочной доступности его энергии является ключом к определению того, может ли он поддерживать жизнь", - сказала доктор Джорджина Майлз (Юго-Западный исследовательский институт и приглашенный научный сотрудник физического факультета Оксфордского университета), ведущий автор исследования. бумага.
|
|
|
|
До сих пор прямые измерения теплопотерь Энцелада проводились только на южном полюсе, где из глубоких трещин на поверхности вырываются впечатляющие столбы водяного льда и пара. В отличие от этого, северный полюс считался геологически неактивным.
|
|
|
|
Используя данные космического аппарата НАСА "Кассини", исследователи сравнили наблюдения за северным полярным регионом глубокой зимой (2005) и летом (2015). Они были использованы для измерения того, сколько энергии Энцелад теряет из своего "теплого" (0°C, 32°F) подповерхностного океана, когда тепло проходит через его ледяную оболочку к холодной поверхности Луны (-223°C, -370°F) и затем излучается в космос.
|
|
|
|
Смоделировав ожидаемые температуры поверхности в течение полярной ночи и сравнив их с инфракрасными наблюдениями с помощью составного инфракрасного спектрометра Cassini (CIRS), команда обнаружила, что поверхность на северном полюсе была примерно на 7 К теплее, чем прогнозировалось. Это несоответствие могло быть объяснено только утечкой тепла из океана внизу.
|
|
|
|
Измеренный тепловой поток (46 ± 4 милливатта на квадратный метр) может показаться небольшим, но это примерно две трети потерь тепла (на единицу площади) через континентальную кору Земли. По всему Энцеладу эти теплопроводящие потери составляют в общей сложности около 35 гигаватт, что примерно эквивалентно мощности более 66 миллионов солнечных панелей (мощность 530 Вт) или 10 500 ветряных турбин (мощность 3,4 МВт).
|
|
|
|
В сочетании с ранее оцененным выделением тепла с активного южного полюса Энцелада, общая теплопотеря Луны возрастает до 54 гигаватт, что в точности соответствует прогнозируемому тепловыделению от приливных сил. Этот баланс между выделением и потерей тепла убедительно свидетельствует о том, что океан Энцелада может оставаться жидким в течение геологических периодов времени, обеспечивая стабильную среду, в которой потенциально может возникнуть жизнь.
|
|
|
|
"Понимание того, сколько тепла теряет Энцелад на глобальном уровне, имеет решающее значение для понимания того, может ли он поддерживать жизнь", - сказала доктор Карли Хоуэтт (физический факультет Оксфордского университета и Институт планетарных наук в Тусоне, штат Аризона), автор-корреспондент статьи. "Очень интересно, что этот новый результат подтверждает долгосрочную устойчивость Энцелада, что является важнейшим компонентом для развития жизни".
|
|
|
|
По словам исследователей, следующим ключевым шагом будет определение того, существовал ли океан Энцелада достаточно долго для развития жизни. На данный момент его возраст все еще остается неопределенным.
|
|
|
|
Исследование также продемонстрировало, что тепловые данные могут быть использованы для независимой оценки толщины ледяного покрова, что является важным показателем для будущих миссий, планирующих исследовать океан Энцелада, например, с использованием роботизированных посадочных аппаратов или подводных аппаратов. Полученные данные свидетельствуют о том, что глубина льда на северном полюсе составляет от 20 до 23 км, а в среднем по всему миру — от 25 до 28 км. Это немного больше, чем предыдущие оценки, полученные с использованием других методов дистанционного зондирования и моделирования.
|
|
|
|
"Компенсировать незначительные колебания температуры поверхности, вызванные проводящим тепловым потоком Энцелада из-за ежедневных и сезонных изменений температуры, было непросто, и это стало возможным только благодаря продолжительным полетам "Кассини", - добавил доктор Майлз. "Наше исследование подчеркивает необходимость долгосрочных миссий к океаническим мирам, в которых может быть жизнь, и тот факт, что данные могут раскрыть все свои секреты только спустя десятилетия после их получения".
|
|
|
|
Источник
|
