Новые измерения орбиты самого маленького из крупных спутников Сатурна позволяют предположить, что под его ледяной коркой скрывается большая тайна. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Мимас, чья кратерированная поверхность имеет сходство со Звездой Смерти из «Звездных войн», имеет смысл только в том случае, если подо льдом на глубине от 20 до 30 километров кружится жидкий океан.
Новый анализ, проведенный астрономом Валери Лейни из Парижской обсерватории, является последним в растущем массиве свидетельств существования жидкого океана, скрывающегося внутри маленькой луны.
Это означает, что Мимас может присоединиться к длинному списку спутников Солнечной системы, подозреваемых в наличии жидких океанов, включая спутник Сатурна Энцелад, спутники Юпитера Европу, Каллисто и Ганимед, а также несколько спутников Урана. Но Мимас — странность, и его океан может быть не похож ни на один другой в Солнечной системе.
По мере того, как мы лучше понимаем космос, мы обратили внимание на то, что Солнечная система не так засушлива, как кажется. Под ледяной поверхностью многих спутников, похоже, скрываются скрытые океаны.
Но долгое время Мимаса среди них не было. Считается, что трещины на поверхности являются диагностическим критерием тайных океанов, таких как трещины, украшающие Энцелад и Европу. Мимас не имеет трещин и, кроме того, покрыт множеством кратеров, поэтому ученые полагали, что он должен состоять из твердого льда, вплоть до каменистого ядра.
Тем не менее, то, как Луна колеблется на орбите Сатурна, намекает на то, что внутри луны «Звезды Смерти» происходит что-то странное.
Ранее моделирование предлагало два разных объяснения: удлиненное скалистое ядро или глобальный океан. Но исследование Лэйни и его коллег довольно убедительно исключает столь ненадежное объяснение.
Команда провела тщательное изучение наблюдений, собранных зондом Кассини, который вращался вокруг Сатурна в период с 2004 по 2017 год, собирая данные о планете и ее спутниках на беспрецедентном уровне детализации. Затем они провели моделирование, чтобы воспроизвести движение Мимаса на орбите Сатурна, воспроизводя эффекты перекоса ядра или океана.
Чтобы воспроизвести данные в условиях скалистого сценария, Мимасу необходимо иметь ядро, настолько вытянутое, что оно принимает форму блина в направлении Сатурна. Это совершенно не согласуется с другими данными наблюдений за Луной, а также с нашими моделями формирования тел Солнечной системы.
Это оставляет скрытое объяснение глобального океана. Учитывая, что мы знаем, что они существуют в Солнечной системе, это кажется гораздо более правдоподобным.
Интересно то, что океан кажется очень молодым.
Движение Мимаса и отсутствие признаков океана на его поверхности позволяют предположить, что возраст океана составляет менее 25 миллионов лет, а граница между льдом и океаном достигла глубины менее 30 километров всего за 2–3 миллиона лет. назад.
Так почему же недавно внезапно появился океан, когда Солнечной системе около 4,5 миллиардов лет? Что ж, для его формирования требуется внутренний нагрев, который на других спутниках считается результатом противоречивого гравитационного взаимодействия с другими телами. На протяжении большей части истории Солнечной системы орбита Мимаса с Сатурном могла быть круговой или почти круговой, так что гравитационное взаимодействие было достаточно постоянным.
Однако около 50 миллионов лет назад взаимодействие с одним или несколькими другими спутниками Сатурна, такими как Диона и Титан, привело к тому, что орбита спутника приобрела более овальную форму. Это вызовет изменение силы гравитационного взаимодействия между Сатурном и Мимасом, создавая напряжения в ядре, вызывающие внутренний нагрев.
Результаты показывают, что мы не всегда можем делать предположения о том, как будет выглядеть океанский мир; или, другими словами, вы не можете обязательно судить о луне по ее коре.
А поскольку океан Мимаса очень молод, он может помочь нам лучше понять, как формируются, растут и развиваются мировые океаны.
«Мимас предлагает уникальную возможность изучить продолжающуюся дифференциацию, вызванную таянием, и обширные изменения водной среды, вызванные взаимодействием воды и породы», — пишут Лэйни и его коллеги. «Таким образом, Мимас может предоставить временное окно в прошлую эволюцию Энцелада и других ныне спокойных ледяных миров, включая спутники Урана и объекты пояса Койпера. Известно, что водные минеральные изменения в ледяных мирах происходят геологически быстро, обычно порядка миллионов десятки миллионов лет. Мимас был бы одним из немногих мест, где это могло бы произойти прямо сейчас».
