Эта мозаика из трех кадров, сделанных установленной на «Гюйгенсе» десантной фотокамерой и спектральным радиометром (DISR), показывает беспрецедентно детальный вид поверхности Титана, где видно гористую возвышенность и русло большой реки, которая питается несколькими притоками. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Европейское космическое агентство / Университет штата Аризона
Специальное аналогичное микрофону устройство записало «звуковой спектр» (хотя это не то же самое, что обычная звукозапись), и анализ данных позволил различить такие звуки, как свист ветра, гроза, выпуск тормозных парашютов «Гюйгенса» и, возможно, шелест метанового дождя.
Фотоснимки с места посадки показали россыпь округлой гальки, которую изначально посчитали руслом ручья. Теперь ученые полагают, что «Гюйгенс» прибыл в местность, похожую на земную пойму речной долины, которая в это время была не затоплена. Коснувшись поверхности Титана в первый раз, «Гюйгенс» подскочил и соскользнул, пробороздив траншею 12 см глубиной, и не ударился, а скорее, шлепнулся в момент посадки. Последующий анализ показал, что поверхность Титана сравнима с грязным, обледенелым снегом, покрытым настом, и, упав, «Гюйгенс» проломил эту корку и частично погрузился в снег.
Передача данных посадочным модулем велась все время по мере его спуска продолжительностью 2 часа и 27 минут и еще 72 минуты с поверхности Титана после посадки, что намного дольше, чем ожидалось.
– Потрясающе, что «Гюйгенс» пережил все невзгоды при посадке и проработал так долго, – говорит Мейзи. – Не было ни единого сбоя, даже в момент удара.
Зонд «Гюйгенс» впервые напрямую сфотографировал истинный вид Титана, показав, что там идут геологические и метеорологические процессы, больше похожие на земные, чем что-либо еще в Солнечной системе.
Активные ледяные гейзеры на спутнике Сатурна Энцеладе
– Одной из самых больших неожиданностей проекта стал Энцелад – маленький спутник с активными гейзерами у южного полюса, – рассказывает Линда Спилкер.
С диаметром всего лишь в 500 км, покрытый ярким льдом Энцелад слишком мал и далек от Солнца, чтобы проявлять какую-либо активность. Но как оказалось, эта маленькая луна – один из самых геологически активных объектов в Солнечной системе.
Завораживающие снимки этого спутника с его ночной стороны показывают фонтаны вещества, которые извергаются из напоминающих тигровые полосы разломов на его поверхности и похожи на гейзеры в Йеллоустоунском национальном парке. Открытие гейзеров приобрело еще бо́льшую важность, когда позже «Кассини» определил: в этих выбросах содержится вода и органические вещества. Поскольку известные нам формы жизни основаны на воде, эта маленькая, но энергичная луна оказалась в коротком списке возможных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь.
Несмотря на то что фотографии фонтанов Энцелада невероятно броские, первым «заметил» кое-что странное при близком пролете Энцелада другой инструмент «Кассини» – магнетометр.
– Обычно, – объясняет Спилкер, – силовые линии магнитного поля Сатурна достигают поверхности безатмосферных тел. Однако во время первых двух сближений с Энцеладом группа магнетометра доложила о том, что сатурнианское магнитное поле «глушится» вблизи Энцелада, как если бы на него действовала атмосфера. Это новое открытие подало нам идею при следующей встрече пролететь намного ближе к спутнику.
Колоссальные фонтаны, большие и маленькие, выбрасывают смесь водяного льда и пара из множества точек вдоль знаменитых «тигровых полос» вблизи южного полюса Энцелада, спутника Сатурна. Тигровые полосы – это четыре ярко выделяющихся разлома в южном полярном регионе около 150 км длиной. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Научный институт космических исследований
Последующие наблюдения при помощи композитного инфракрасного спектрометра «Кассини» показали, что южный полюс Энцелада гораздо теплее, чем ожидалось, а тепло выделялось вдоль всей длины нескольких 150-километровых разломов ледяной коры и в два раза превышало энергетический выход всех горячих источников в местности Йеллоустоун на Земле.
Ученые «Кассини» насчитали более ста активных гейзеров (иногда называемых криовулканами), а это означает, что в недрах Энцелада должен находиться огромный резервуар жидкой воды. Сейчас ученые полагают, что на Луне размером со штат США Аризона имеется глобальный десятикилометровой глубины водяной океан, превосходящий североамериканское озеро Верхнее.
– То, что океан глобальный, означает, что он существовал давно, может быть, с самого момента формирования Энцелада, и вот «Кассини» обнаружил признаки гидротермальной активности, – говорит Спилкер. – Теперь у нас есть доказательства наличия среды, которая может быть пригодна для жизни, так что мы обязательно когда-нибудь вернемся со специальным аппаратом для исследования Энцелада и поиска ответов на все связанные с возможностью жизни вопросы.
Схема строения спутника Сатурна Энцелад в разрезе: показан глобальный океан жидкой воды, находящийся между скальным ядром и ледяной корой. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
Поскольку о гейзерах никто ничего не знал до того, как «Кассини» прибыл к Сатурну, эта АМС не оснащена подходящим для их исследования оборудованием. Но научная команда выжала все возможное из очень богатого и разнообразного набора инструментов, которые на ней были, раз за разом заставляя «Кассини» сближаться с луной, проходить даже на высоте менее 50 км над утесами Энцелада и пролетать сквозь выбросы ледяных гейзеров. Это позволило бортовым приборам «лизнуть» и «понюхать» частицы, выносимые фонтанами.
– Это открытие действительно сместило фокус наших усилий на протяжении остатка программы, – говорит Мэйзи. – Вместо изначально запланированных трех пролетов Энцелада мы провели в общей сложности двадцать два. Мы смогли наблюдать спутник снова и снова, и в этом достоинство такого продолжительного и продлеваемого проекта, как «Кассини».
Сатурн отбрасывает большую тень на свои кольца на этой выполненной в естественных цветах мозаике снимков, сделанных «Кассини» в 2007 году. Здесь же можно увидеть три спутника: Мимас (диаметр 397 км) в положении на два часа, Янус (размером 181 км) в положении на четыре часа и Пандора (размером 84 км) в положении на восемь часов. Пандора видна как маленькая светлая точка непосредственно снаружи тусклого и тонкого кольца F. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Научный институт космических исследований
Что является внутренним источником тепла Энцелада? Главный источник пока остается загадкой, но ученые полагают, что силы гравитационного взаимодействия между Энцеладом, Сатурном и еще одним спутником, Дионой, заставляют сжиматься и вытягиваться недры Энцелада. Эти приливные силы производят движения, порождающие внутри маленькой луны трение, а значит, и тепло.
Выброс льда и частиц из глубин Энцелада настолько велик по объему, что в результате вокруг Сатурна возникло дополнительное кольцо.
– Энцелад создал внешнее кольцо E главной системы колец Сатурна – самое широкое и наиболее удаленное от планеты, – говорит Спилкер. – Это просто замечательное открытие, особенно для ученого моего профиля, который отчаянно интересуется происхождением планетарных колец. Не так-то в Солнечной системе много активных объектов, и доказанная способность одного из них создавать планетарное кольцо очень наглядна.
Удивительно активные и динамичные кольца Сатурна
Бросающиеся в глаза и таинственные кольца Сатурна – один из самых узнаваемых образов в Солнечной системе. Даже если вы посмотрите на них через маленький телескоп с Земли, вид колец Сатурна заставит вас затаить дыхание от восторга. Кольца вовсе не являются массивным и цельным объектом, напротив, они состоят из миллионов частиц различных форм и размеров. Длительная работа «Кассини» в системе позволила вблизи проследить происходящие в динамичной системе колец Сатурна изменения, и кольца теперь стали лабораторией, в которой можно получить представление о процессах формирования планет.
– «Кассини» поменял нашу парадигму понимания планетарных колец, – говорит Спилкер. – Мы перешли от простого представления о том, что отдельные частицы могут лишь время от времени мягко сталкиваться друг с другом, к пониманию, что в большей части главных колец Сатурна, особенно в кольцах A и B, имеются элементы, которые слипаются вместе, образуя некие структуры и оставляя за собой гравитационные завихрения. Наблюдения за их поведением позволяют установить, как именно материал колец взаимодействует сам с собой и как каменные обломки и пыль в ранней Солнечной системе могли соединяться, образуя планеты.
Спилкер говорит, что внутрикольцевые структуры иногда бывают эфемерными. Они собираются, а затем расходятся прочь, но часто имеют тенденцию к повторным попыткам формирования.
Если смотреть на величественные кольца Сатурна точно вдоль их плоскости, они кажутся лишь тончайшей горизонтальной прямой линией – это показывает, насколько они, на самом деле, тонкие. Однако кольца демонстрируют свою сложную структуру и здесь – в виде темных теней, отброшенных ими на северное полушарие Сатурна. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Научный институт космических исследований
Кольца Сатурна начинаются в 7000 км над поверхностью планеты и простираются на 280 000 км от края до края; это означает, что Сатурн и его кольца полностью и точно поместились бы в пространстве, которое отделяет Луну от Земли. Состоят кольца из кусочков водяного льда с примесью скального материала, которые варьируются в размерах от многоквартирного дома до крупинки порошка талька. Они обращаются вокруг Сатурна на скоростях от 32 000 до 39 000 км/ч.
Но при этом кольца тонки, как осенняя летучая паутинка, их толщина не больше 10 м.