Схематическое изображение строения Энцелада.
Энцелад покрыт толстым слоем льда, однако под ним скрывается глобальный жидкий океан. В районе южного полюса луны трещины в ледяной коре выпускают в космос водяной пар и мельчайшие ледяные частицы. Именно их в 2004-2017 годах изучал зонд Cassini — его прибор для анализа космической пыли исследовал состав 961 богатой солями частицы из кольца Сатурна, которое непрерывно пополняется выбросами Энцелада.
Результаты озадачили ученых. Частицы, происходящие из одного и того же океана, оказались химически очень разными: одни содержали много хлорида натрия, другие — карбонатов, фосфатов или хлорида калия. При этом хлориды и карбонаты крайне редко встречались в одной частице одновременно. Почему вода из единого источника порождает столь непохожие льдинки?
Чтобы найти ответ, профессор Ясухито Сэкинэ и его коллеги из Института науки Токио воспроизвели процесс в лаборатории: они замораживали капли, содержащие солевую смесь, характерную для океана Энцелада, при разных скоростях охлаждения. «Нас удивило, что разнообразие, зафиксированное Cassini, может возникнуть из капель одной и той же океанской воды», — говорит Сэкинэ. При медленном замерзании — примерно 10 градусов в минуту и меньше — разные соли успевают разойтись по разным зонам внутри капли. Если затем такая замерзшая капля разбивается на мелкие фрагменты, каждый из них несет свой уникальный химический «отпечаток».
Различных химический состав частиц, которые произошли из одного и того же океана, долго озадачивал ученых.По мнению специалистов, именно этот процесс происходит в недрах Энцелада. Капли океанской воды размером от десятков до сотен микрометров медленно поднимаются по разветвленной сети трещин в ледяной коре, постепенно замерзая. Ближе к поверхности, в более узких каналах, газ ускоряется и разбивает замерзшие капли о стенки трещин на крошечные осколки, которые и вылетают в космос.
Это открытие важно сразу по нескольким причинам. Во-первых, оно объясняет данные Cassini, которые долгое время вводили ученых в замешательство. Во-вторых, оно указывает на то, что Энцелад фактически сам концентрирует и разделяет химические вещества — в том числе органические молекулы, которые в разбавленном океане и так крайне трудно обнаружить.
На Земле лаборатории тратят много усилий на то, чтобы отделить и сконцентрировать нужные соединения перед анализом. На Энцеладе значительную часть этой работы, похоже, берет на себя сама природа: компоненты разделяются при замерзании и оказываются сконцентрированы лишь в части частиц. Это дает будущим аппаратам шанс заметить даже очень редкие вещества.
Понимание того, как именно формируются ледяные зерна Энцелада, научит будущие миссии правильно анализировать частицы, которые будут собираться в поисках признаков обитаемости и, возможно, следов жизни.
Ранее ученые обнаружили, что «Тигровые полосы» Энцелада прочертил океан.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
