Луны Сатурна пойманы за игрой в космический пейнтбол

О переносе материала с одного спутника на другой и обмен веществом между спутниками и кольцами планеты-гиганта учёные говорят не первый год. Но только теперь начинает проясняться подлинный размах такого взаимодействия. Исследователи образно говорят, что сатурнианские луны при поддержке колец играют в пейнтбол, забрасывая друг друга разноцветной краской.

Космическая пыль, разнородные крупинки из колец, заряженные частицы из магнитосферы Сатурна, выбросы со спутников — всё это формирует довольно запутанную окружающую среду, динамику которой можно выявить по отпечаткам — проявляющимся в разных частях спектра пятнам и линиям, украшающим спутники.

Именно таким детективным расследованием занялись Пол Шенк (Paul Schenk) из американского института Луны и планет (LPI) и его коллеги из США и Германии. Специалисты основывались на данных, собранных аппаратом Cassini за прошлые годы.

Совместив кадры в видимом свете, ультрафиолете и инфракрасной части спектра, а также обработав изображения, чтобы усилить контрастность слабозаметных деталей, планетологи составили глобальные карты пяти внутренних спутников Сатурна. Открывшиеся на обледенелых боках Мимаса, Энцелада, Тефии, Дионы и Реи рисунки поведали о многом.

Карты лун с усиленными цветами. По горизонтали – развёртка на 360 градусов, по вертикали – плюс и минус 90 градусов. Передние (ведущие) полушария спутников – справа (фото NASA/JPL/SSI/LPI).

Блистательный Энцелад, как давно уже говорилось, главное действующее лицо в этой космической игре. Он не только пополняет своими фонтанами кольцо Е, но оставляет брызги на Тефии, Дионе и Рее.

Последние, вращаясь по несколько большим орбитам, словно собирают этот шлейф. Да и сам Энцелад тоже покрыт этим спреем (часть материала падает обратно). Загадкой остаётся, почему след от выбросов на Энцеладе несёт голубой оттенок, а на его соседях — коралловый.

Мимас аналогично получает порцию "выстрелов" от Энцелада. Но Тефия, Диона и Рея запятнаны со стороны своего ведущего полушария (смотрящего вперёд, по направлению движения по орбите). А на Мимасе отпечатки оставлены на задней половине. Поясним — все пять упомянутых лун всегда обращены к своей родной планете одной стороной, как Луна к Земле.

Вероятно, такая разница в окрашенной стороне возникает из-за того, что обращается Мимас ближе к Сатурну, нежели Энцелад, — утверждают исследователи.

Три вида Реи в разной обработке. О таинственной тонкой горизонтальной черте мы скажем отдельно (фото NASA/JPL/SSI/LPI).

Но всё это только малая часть картины. "На Тефии, Дионе и Рее тёмные, рыжие, красноватые пятна покрывают задние полушария", — добавляет красок пресс-релиз Лаборатории реактивного движения.

По мнению учёных, это след от атакующих поверхность частиц из плазмы, циркулирующей в магнитосфере Сатурна. А ещё планетологи подозревают, что в окрестностях спутников носятся богатые железом наночастицы, придающие пятнам рыжеватый оттенок.

И хотя самые мощные потоки материала среди данных лун поставляют гейзеры Энцелада, другие спутники также участвуют в игре, благодаря космическому выветриванию. Этот процесс преобразует поверхность любого мира, не защищённого магнитным полем и атмосферой.

Тут стоит вспомнить, что по самым последним предположениям таинственная тёмная окраска одного из полушарий богатого на тайны Япета (расположенного дальше от планеты) вызвана выпадением на него частиц недавно открытого сверхгигантского кольца. Оно же, в свою очередь, пополняется стараниями луны по имени Феба. Такая вот аналогия.

Ещё на Мимасе и Тефии найдены многочисленные тёмные синеватые ленты. Авторы исследования считают, что это след от потоков электронов высоких энергий, курсирующих в сатурнианском магнитном пузыре в направлении, противоположном основному течению плазмы.

Схема бомбардировки лун Сатурна, вызывающей появление пятен и полос (иллюстрация NASA/JPL/SSI/LPI).

По расчётам планетологов, те же электроны, вонзающиеся в Мимас, могут отвечать за его нетривиальную тепловую аномалию.

Поясним: в феврале 2010 года инфракрасный спектрометр Cassini отснял на этой луне резкий тепловой переход между двумя частями спутника весьма специфической геометрии. Аномалия получила неофициальное имя Pac-Man — в честь персонажа старой культовой компьютерной игры.

Pac-Man на Мимасе (иллюстрация NASA/JPL/GSFC/SWRI/SSI).

А Рея преподнесла учёным ещё один сюрприз. Вспомним, в 2008 году, правда, по косвенным данным, исследователи открыли её собственные кольца, а в июле нынешнего года "обратно закрыли".

Теперь учёные сообщают: вдоль всего экватора Реи тянется тонкая (не шире 10 километров) цепь голубоватых пятен. И пятна эти не связаны с выпадением материала, поставляемого Энцеладом.

Линия по экватору Реи хорошо проявляется на снимках с изменёнными цветами. Слева: смесь инфракрасного, зелёного и ультрафиолетового канала. В центре: картинка, полученная подсчётом отношения инфракрасного излучения к ультрафиолету. Справа: закодированная в цветах топография. От высоты 0 (фиолетовый) до 6 километров (розовый) (фото NASA/JPL/SSI/LPI).

Планетологи считают, что синеватый оттенок данным образованиям придаёт свежий лёд, выставленный на свет на стенках мелких кратеров. Таким образом, речь идёт о линии, прочерченной множеством внешних ударов.

Это след от какого-то выпавшего вдоль экватора материала. Может быть, перед нами отпечаток обрушившихся на спутник тех самых неуловимых колец. Авторы работы говорят, что произойти это событие могло в не столь уж далёком прошлом.

Все эти загадки и возможные объяснения лишь подстёгивают желание планетологов узнать о лунах Сатурна как можно больше. Можно надеяться, что очередные открытия Cassini не заставят себя ждать. А то, что удалось проанализировать на данный момент, следователи по делу о пейнтболе, опубликовали в статье в журнале Icarus.