«Задержку» у криовулканов Энцелада объяснили узкими щелями

Группа американских астрономов провела детальное моделирование процессов приливного взаимодействия между Сатурном и его спутником Энцеладом. Оно впервые показало, чем обусловлена странная цикличность его криоизвержений — выбросов жидкой воды и газов. Новые данные существенно проясняют причины нетипичной геологической активности спутника. Соответствующая работа опубликована в журнале .

Авторы исследования обратили внимание на тот факт, что, согласно наблюдениям космического аппарата «Кассини», выбросы воды и газов из недр у южного полюса Энцелада строго периодичны. Однако они начинаются не сразу после наибольшего сближения с Сатурном, а через пять часов после него. Между тем, по существующим представлениям, именно в момент максимального сближения приливные силы должны наиболее энергично воздействовать на спутник.

Чтобы прояснить причины отставания извержений от пика приливного взаимодействия, учёные создали компьютерную модель криовулканизма у южного полюса Энцелада. В ходе симуляций они выбрали два базовых варианта извержений. При одном вода поднималась вверх через широкие трещины в ледяной коре, при другом — через узкие. Как оказалась, в первом варианте извержения должны достигать наибольшей интенсивности сразу после пика приливного взаимодействия.

Во втором варианте поднимающаяся вода тратила много времени на перемещение в толще льда. Из-за турбулентности её поток двигался недостаточно быстро, а в целом пик извержений отставал от пика приливного воздействия на восемь часов. Таким образом, полагают авторы работы, моделирование показало, что как минимум часть трещин во льду Энцелада довольно узки, и именно этот фактор приводит к «запаздыванию» криоизвержений.

Обнаруженное явление значительно проясняет вопросы, ранее остававшиеся загадкой для планетологов. Чисто геологический сценарий извержений не мог объяснить их регулярность (на Земле они вовсе не идут постоянно). Сценарий извержений под действием приливных сил удовлетворял не всех из-за несовпадения по времени пика действия приливных сил и пика криовулканизма.

Приливное взаимодействие между небесными телами вызывается приливными силами. Так называют силы, возникающие в телах, свободно движущихся в неоднородном силовом поле, в данном случае гравитационном. Часть Энцелада, расположенная ближе к центру масс Сатурна, стремится двигаться быстрее, чем расположенная дальше от Сатурна. Это формирует мощные приливы в подлёдном океане спутника, провоцирующие криоизвержения.

До недавнего времени многие астрономы рассматривали Энцелад как лучшее место для поиска жизни за пределами Земли. В тёплой солёной воде с большим количеством органики, как считается, некогда зародилась и земная жизнь. Пока Энцелад единственное за исключением нашей планеты место в Солнечной системе, где можно наблюдать такие условия. Впрочем, недавняя работа указывает на то, что этот спутник Сатурна моложе 100 миллионов лет. В этом случае жизнь, даже несмотря на благоприятные условия, вполне могла и не успеть там возникнуть.