Подо льдом спутника Сатурна обнаружили тайну

Мимас — небольшая ледяная луна Сатурна диаметром около 396 километров, которая казалась исследователям достаточно скучной. У неё нет каких-то очевидных соблазнительных аномалий: ни фонтанирующих трещин, как у Энцелада, ни плотной метановой атмосферы, как у Титана.

Исследования Мимаса, считавшего геологически мёртвым, были редкими и малочисленными. Единственной особенностью луны считалось её сходство с боевой космической станцией "Звезда Смерти" из киноэпопеи "Звёздные войны".

"Мы думали, что это – самый скучный спутник," – говорит Радван Таджеддин (Radwan Tajeddine) из Корнельского университета, один из авторов научной работы, опубликованной в журнале Science.

Однако оказалось, что и у этого спутника есть свои тайны. При вращении небесное тело колеблется гораздо сильнее, чем ожидалось. У такого явления могут быть две возможные причины: либо ядро Мимаса неправильной формы, либо под ледяной поверхностью спутника скрывается океан.

Таджеддин и его команда изучили снимки, присланные космическим аппаратом NASA Cassini, который занимается изучением спутниковой системы Сатурна с 2004 года. Учёные построили объёмную модель луны и обнаружили, что она вращается с дополнительными колебаниями, как бы вращаясь немного косо.

Форма Мимаса близка к сферической, так что это не совсем нормально и говорит о том, что некая аномалия скрывается под поверхностью. Учёные составили несколько моделей возможного внутреннего содержания спутника, чтобы увидеть, что именно может привести к наблюдаемому колебанию.

В конце концов оказалось, что лишь два сценария способны объяснить это явление. Первый заключается в том, что под сферической ледяной оболочкой сокрыто каменное ядро неправильной эллиптической формы (как мяч для регби). Если это так, по мнению Таджеддина, это ядро может таить ответы на вопросы о формировании Мимаса.

Возможно, ядро приобрело неправильную форму из-за того, что Мимас находился гораздо ближе к Сатурну, чем сейчас. Сильное притяжение планеты растянуло его. Затем ядро мигрировало, отдалившись от планеты, и обросло льдом. Правда, исследователи считают, что в таком случае должен быть хотя бы небольшой признак неправильного ядра, выступающий на поверхности, но он пока не был обнаружен.

Это наблюдение привело группу Таджеддина к выводу, что второй сценарий более вероятен: под ледяной шапкой толщиной от 24 до 31 километров может скрываться океан. Если это подтвердится, то Мимас присоединится к Энцеладу, Титану и спутникам Юпитера Европе, Ганимеду и Каллисто — лунам Солнечной системы, которые могут укрывать под поверхностью океаны.

Однако проблема в том, что древняя, изрытая кратерами поверхность Мимаса не показывает никаких признаков того, что некогда вода касалась её (в отличие от, скажем, гладкой поверхности Европы). Мимас также слишком мал, чтобы иметь достаточно тепловыделяющих радиоактивных элементов в скалистом ядре, которые поддерживали бы жидкий океан.

Однако Таджеддин считает, что гравитационное перетягивание Сатурна на необычной орбите Мимаса может производить достаточный нагрев для поддержания жидкого содержимого.

Возможно, что вскоре после формирования Мимаса тепло, выделяемое в результате естественного распада радиоактивных материалов, могло привести к таянию льдов. Позже могли произойти химические реакции между силикатными породами и водой. Вместе все эти источники энергии могут обеспечить достаточно тепла, чтобы образовать тонкую прослойку жидкости под поверхностью.

Количество поступающего ныне тепла, вероятно, изменяется вместе с орбитой Мимаса, которая также меняется с течением времени.

Аппарат Cassini приблизился к Мимасу в 2010 году, пролетев в 10 тысячах километров от спутника. В рамках расширенной миссии, в 2016 году кораблю ещё предстоит пролететь рядом с луной на расстоянии примерно 27 тысяч километров, что позволит учёным измерить колебания.

Правда, такое расстояние не позволит исследовательскому аппарату выявить крошечные изменения гравитационного поля или поверхностных температур, между тем именно эти данные позволили бы точно выявить, что сокрыто под ледяной поверхностью Мимаса.