Некоторые из них рябые, одни пористые, другие двуличны, а третьи очень стары. Есть среди них и пришелец, и есть грязнули. Какие-то — плотные глыбы, иные — рыхлые конгломераты, одни мертвы, другие — активны. Луны Сатурна. Такие разные и... похожие. Многие из них разделяют загадочную особенность: непонятный тёмный материал на поверхности, одинаковый для всех лун. Откуда он взялся?
В семействе спутников газового гиганта существует некая система "транспортировки" материала. Об этом сообщает Европейское космическое агентство (ESA). Некий тёмный состав путешествует между крошечными мирами, покрывая их то с одной, то с другой стороны.
"Мы только начинаем распутывать тайны этих странных лун", — говорит Розали Лопес (Rosaly Lopes) из Лаборатории реактивного движения (JPL). Лопес собрала набор из 14 статей своих коллег-планетологов, посвящённых спутникам Сатурна, которые (статьи) должны выйти в журнале Icarus.
Гиперион, Эпиметей, Диона и Япет (фото NASA/JPL/Space Science Institute).
Вместе эти материалы раскрывают картину того, что один из учёных проекта Cassini Бонни Буратти (Bonnie Buratti) называет "экологией системы Сатурна".
И если на Земле экология — наука об окружающей среде, то и у лун Сатурна это слово означает то же самое — некую общую среду, которую столь различные на вид спутники разделяют между собой.
Планетолог Розали Лопес родилась и выросла в Рио-де-Жанейро, премудрости астрономии изучала в Лондоне, а последние 9 лет работает в JPL (фото NASA).
Заметим, тесное взаимодействие лун Сатурна с его кольцами — факт давно известный. Кольца вообще оказались очень "живой" структурой. И речь не только о гравитационном влиянии спутников, но и об обмене веществом, идущим, что интересно, в обе стороны (подробно об этом можно прочитать, к примеру, в этом материале и отправиться по ссылкам в нём).
Но на этот раз, похоже, дело не в кольцах, или не только в них. Есть некий механизм, распространяющий между лунами одинаковый состав.
В исследованиях, собранных Розали, говорится об удивительном подобии (определённом по спектральному анализу) тёмных материалов на поверхности между лунами Феба (это тот самый пришелец) и Япет; или, к примеру, между Япетом и Гиперионом.
Япет, к слову, вообще представляет собой один из самых странных спутников в Солнечной системе. Достаточно сказать о его стене и резко различной окраске двух полушарий, проистекающей как раз из-за сильного загрязнения тем самым тёмным материалом.
Это некоторые спутники Сатурна в сравнении с размером самого газового гиганта (его край мы видим внизу). Они нарисованы в одном масштабе, за исключением "крошек" Пана, Атласа, Телесто, Калипсо и Елены, которые увеличены впятеро, чтобы лучше была видна их форма (иллюстрация NASA/JPL/Space Science Institute).
Ранее учёные предполагали, что тёмный материал попадает на Япет с Фебы. Это возможно, но также можно сказать, что оба этих спутника, как и их собратья по системе Сатурна, "загрязнены" из одного и того же внешнего источника. Исследователи предполагают, что это может быть кометный материал.
Роджер Кларк (Roger Clark) из геологической службы США (USGS) уточняет: "Мы видим ту же самую спектральную подпись на всех лунах, которые имеют покрытие из тёмного материала". Сам Кларк — ведущий автор одной из тех 14 работ. Она посвящена вулканической Дионе. Его команда нашла, что тёмный материал на этой луне чрезвычайно мелкозернистый и составляет очень тонкий слой на одной из сторон спутника. Распределение и состав данной пыли указывают, что тёмный материал не является родным для Дионы.
И тот же состав планетологи видят на Фебе, Япете, Гиперионе, Эпиметее и даже в кольце F.
Откуда взялось это "тёмное добро"? "Интригующая тайна", — говорит Кларк. Спектрометры Cassini, обращённые на тёмную пыль сатурнианских лун, показывают полосы поглощения, которых больше нет нигде в Солнечной системе, поражаются специалисты. Причём точный состав тёмной пыли учёные пока определить не могут. Пока там лишь идентифицирована связанная вода и, предположительно, аммиак.
Полная карта Япета, составленная в январе нынешнего года по результатам многочисленных съёмок этой луны аппаратом Cassini. Жёлтая масштабная линейка — 500 км (иллюстрация NASA).
Хотя источник этого материала может находиться вовне системы Сатурна, необходимо также дополнить знания об её "экологии" анализом связи поверхностного состава лун и вулканической активности некоторых из них.
Особая роль тут принадлежит, очевидно, Энцеладу, о котором говорилось уже много. Как известно, этот спутник занимается "космическим граффити" и "кормит" кольцо E.
Новое исследование группы учёных во главе с Фрэнком Постбергом (Frank Postberg) из института ядерной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut für Kernphysik) показало, что в кольце E (в большей мере составленного из водяного льда) есть следы органических составов или силикатов.
Это говорит о взаимодействии замороженной (в коре спутника) и жидкой воды на Энцеладе, что косвенно подтверждает теорию о расположении источников космических фонтанов неглубоко под поверхностью луны. Как всё это работает — пока неясно, хотя имеется множество объяснений, как с подповерхностными морями, так и без них.
Возможно, свет на эту загадку прольёт очередное сближение Cassini с Энцеладом, намеченное на 12 марта. В тот день американский аппарат пройдёт на расстоянии всего в 50 километров от ледяной пустыни, причём зонд пролетит и сквозь фонтаны, правда, в этот момент дистанция между ним и поверхностью блестящей луны составит 200 километров (но и это очень близко).
Тайну же тёмного материала на спутниках можно будет раскрыть, наверное, лишь узнав побольше о его составе и распределении между лунами. Cassini продолжает свой беспримерный полёт, так что ждём новостей.
Кстати, ближайшее интересное событие миссии — пролёт Cassini близ Титана — завтра, 22 февраля. Но это уже совсем другая история.