#Сатурн

Сатурн со спутниками от телескопа James Webb

42

Изображение раскрывает сложную структуру атмосферы гиганта: широкие облачные полосы, температурные различия, ветровые потоки и высокие слои дымки.

В инфракрасном диапазоне кольца Сатурна выглядят особенно яркими благодаря высокому содержанию отражающего водяного льда. Эти частицы эффективно рассеивают солнечный свет, создавая эффект «неонового свечения».

Изображение также раскрывает сложную структуру атмосферы гиганта: широкие облачные полосы, температурные различия, ветровые потоки и высокие слои дымки. Благодаря высокой чувствительности телескопа ученые могут изучать разные уровни атмосферы и анализировать взаимодействие газов, облаков и аэрозолей на различных высотах.

На снимке заметны и спутники Сатурна. Среди них — Янус, Диона и Энцелад.

Снимок, доказавший существование озер и морей на Титане

35
Читалка

Перед вами — не Луна, закрывшая наше светило во время полного затмения. Этот слабый золотистый блик — отражение солнечного света от поверхности озера у северного полюса Титана, крупнейшего спутника Сатурна со средним диаметром 5 149,5 километра.

© NASA/JPL-Caltech/SSI
© NASA/JPL-Caltech/SSI

Снимок был получен космическим аппаратом NASA "Кассини" в 2009 году и стал одним из первых прямых визуальных подтверждений существования стабильных резервуаров жидкости на поверхности Титана.

Но это не вода.

Титан — единственное место в Солнечной системе, кроме Земли, где есть реки, озера и моря. Только состоят они не из воды, а из жидких углеводородов — прежде всего метана и этана. Средняя температура на поверхности спутника составляет около -180 °C, и в таких условиях вода превращается в лед, по прочности почти не уступающий горной породе, тогда как метан и этан ведут себя как привычные нам жидкости.

Важный блик

До запуска миссии "Кассини" ученые лишь предполагали, что на Титане могут существовать жидкие моря. Однако очень плотная атмосфера, примерно на 50% плотнее земной, полностью скрывает поверхность в видимом диапазоне и не позволяет увидеть, что происходит "внизу".

Первые серьезные основания для таких предположений появились уже в ходе миссии: радарная съемка "Кассини", проводившаяся с 2004 по 2008 год, выявила на поверхности Титана темные и очень гладкие области, похожие на водоемы. Но этих данных было недостаточно.

И вот в 2009 году, пролетая рядом с Титаном, "Кассини" зафиксировал завораживающий блик солнечного света. Такой эффект указывал на наличие очень гладкой поверхности, способной отзеркалить свет. В сочетании с радарными данными этот кадр стал фактическим подтверждением того, что на Титане существуют озера и моря.

Чужой, но знакомый мир

Титан во многом напоминает Землю. У него есть плотная атмосфера и облака, дожди, реки и каналы, озера и моря.

Сегодня известно, что на снимке запечатлено Море Кракена (лат. Kraken Mare) площадью около 400 000 квадратных километров — одно из морей, расположенных вблизи северного полюса спутника / © NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS
Сегодня известно, что на снимке запечатлено Море Кракена (лат. Kraken Mare) площадью около 400 000 квадратных километров — одно из морей, расположенных вблизи северного полюса спутника / © NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

Фактически на Титане существует полноценный метановый цикл — аналог земного круговорота воды. Жидкость испаряется, образует облака, выпадает в виде осадков и снова скапливается в низинах. И все это — на расстоянии около 1,4 миллиарда километров от нас.

Но при этом Титан остается абсолютно чужим миром. Вместо воды там жидкие углеводороды, вместо привычной нам азотно-кислородной атмосферы — азотно-метановая, а вместо знакомой земной химии — экзотическая органика.

И несмотря на это, Титан считается одним из главных кандидатов на поиск необычных форм внеземной жизни. Если жизнь там и существует, то, скорее всего, она будет основана на иной химии и не будет похожа ни на что земное.

Кроме того, Титан дает ученым уникальную возможность понять, как могла выглядеть ранняя Земля до появления кислорода и современной биосферы.

И ученые непременно воспользуются этой возможностью: запуск миссии NASA Dragonfly к Титану намечен на июль 2028 года, а прибытие аппарата ожидается в конце 2034 года. Dragonfly — восьмироторный дрон, который будет перелетать с места на место, вести съемку, собирать данные и во время посадок анализировать состав поверхности и окружающей среды. Он станет нашим проводником в этот далекий и необычный мир.

Облачное образование в северном полушарии Сатурна

35

впервые замеченное в конце 2010 года, изначально было больше нашей родной планеты, а после полностью опоясало газового гиганта. За штормом следили не только с Земли, но и с помощью аппарата «Кассини». На снимке, сделанном в январе 2011 года, тёмно-оранжевые цвета обозначают облака глубоко в атмосфере, в то время как светлые – облака выше. После более чем шести месяцев, этот знаковый шторм обогнул всю планету, а затем попытался поглотить свой собственный хвост, что, как ни странно, привело к его затуханию.

Гейзеры Энцелада — дыхание подледного океана

35

На этом завораживающем снимке видны струи водяного пара и ледяных частиц, вырывающиеся из южного полюса сатурнианского 504-километрового спутника Энцелада.

© NASA/JPL/Space Science Institute
© NASA/JPL/Space Science Institute

Источником выбросов является система разломов, известная как "тигровые полосы". Через эти трещины в ледяной коре выбрасываются струи водяного пара, льда и органических соединений. Потоки образуют огромные шлейфы, вздымающиеся на сотни километров над поверхностью спутника.

Именно благодаря этим выбросам ученые получили уникальную возможность исследовать "внутренности" Энцелада без бурения. Пролетая сквозь шлейфы, инструменты космического аппарата NASA "Кассини" обнаружили воду, соли, органические соединения, молекулярный водород и другие вещества, указывающие на сложную химию подледного океана и возможную гидротермальную активность на его дне.

Сегодня Энцелад считается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. Неудивительно, что ESA и Китайское национальное космическое управление (CNSA) независимо друг от друга прорабатывают концепции будущих миссий с посадкой на поверхность этого загадочного спутника окольцованного гиганта.

Фотография была получена "Кассини" 27 ноября 2005 года с расстояния около 144 000 километров.

Снимок Сатурна, сделанный при пролёте зонда Кассини

через плоскость орбиты его экватора и колец

39

Кольца видны в виде тонкой голубой полосы, а две «бусинки» на ней - это луны планеты, Диона и Энцелад. Присутствие колец выдают заметные тени на дневной стороне Сатурна, а также яркие области на его ночной стороне, освещённые отражённым от колец светом.

Кольца Сатурна, какими вы их еще не видели

42
Читалка

Перед вами часть кольцевой системы Сатурна, запечатленная космическим аппаратом NASA "Кассини" 28 мая 2009 года. Благодаря особому углу освещения Солнцем кольца выглядят как гигантская золотая виниловая пластинка.

© NASA/JPL/Space Science Institute
© NASA/JPL/Space Science Institute

Свет, пробиваясь сквозь тонкие слои частиц, состоящих преимущественно изо льда, подчеркивает сложную структуру колец — сотни узких полос и разрывов.

Обратите внимание на вертикальную темную полосу в правой нижней части кадра — это не артефакт съемки, а тень, отброшенная небольшим "пастушьим" спутником Пандора, который остался за пределами кадра.

© NASA/JPL/Space Science Institute
© NASA/JPL/Space Science Institute

Пандора имеет неправильную вытянутую форму и размеры примерно 110×88×62 километра. Для сравнения: средний диаметр Сатурна составляет 116 460 километров.

Спутник Пандора, запечатленный "Кассини" 25 ноября 2007 года / © NASA/JPL/Space Science Institute
Спутник Пандора, запечатленный "Кассини" 25 ноября 2007 года / © NASA/JPL/Space Science Institute

Кольца Сатурна состоят из бесчисленного множества фрагментов льда, камня и пыли, размеры которых сильно различаются: от мельчайшей пыли диаметром в несколько микрометров до глыб размером в несколько десятков метров. Большинство фрагментов — почти чистый водяной лед, который столь хорошо отражает солнечный свет.

Несмотря на то, что диаметр кольцевой системы превышает 270 000 километров, ее средняя толщина составляет всего около 30 метров.

Данные, полученные в ходе миссии "Кассини", показали, что возраст колец может составлять "всего" 100–200 миллионов лет, что делает их значительно моложе самой планеты, возраст которой превышает 4,5 миллиарда лет.

Одна из ведущих гипотез гласит, что кольца Сатурна появились в результате разрушения ледяного спутника Кризалис, который в ходе сложного резонансного взаимодействия с крупными лунами был выброшен на нестабильную орбиту. В итоге он подошел слишком близко к планете и был разорван ее приливными силами. Разноразмерные обломки постепенно распределились вокруг планеты и образовали современные кольца.

Примечательно, что сатурнианские кольца постепенно разрушаются. Частицы льда непрерывно падают на планету под действием гравитации и магнитного поля — это явление называют "кольцевым дождем". Расчеты и моделирование показывают, что каждую секунду кольцевая система "худеет" примерно на 10 тонн. Если этот процесс продолжится с такой же скоростью, то примерно через 100 миллионов лет большая часть колец исчезнет.

спутник Сатурна с названием Атлас

43

Его ещё называют "второй пельмень" и "вареник". А всё из-за его формы, напоминающий пельмень. Но всё равно он остаётся вторым, так как статус главного космического пельменя забрал себе другой спутник Сатурна - Пан.

Предположительно такая форма сформировалась из-за того, что оба спутника летают в кольцах газового гиганта и частицы из них, тысячелетиями оседая на поверхностях обоих, создавали такую причудливую форму.

Северный полюс Сатурна

30

На снимках - шестиугольное ураганное образование. Размер этого гексагона в поперечнике составляет 25 000 километров, а сам вихрь уходит вглубь атмосферы до 300 километров