Карта течений в подлёдных океанах лун Солнечной системы поможет найти жизнь

Гейзеры Энцелада, снятые зондом "Кассини".

Фото NASA/JPL-Caltech.

Визуализация картины морских течений на Земле.

Иллюстрация NASA's Goddard Space Flight Center.

Давно известно, что под ледяными панцирями некоторых спутников Юпитера и Сатурна скрываются океаны. Но есть ли в них течения, и если да, то какие? От этого зависят шансы найти на этих лунах жизнь. И теперь у учёных есть первые ответы.

Течения в океанах спутников Юпитера Европы и Ганимеда и спутников Сатурна Энцелада и Титана смоделированы в исследдовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters Кристой Содерланд (Krista Soderlund) из Техасского университета в Остине.

Специалисты практически не сомневаются в существовании подлёдных океанов на перечисленных спутниках. О нём прямо свидетельствуют гейзеры, бьющие в космос с Энцелада и Европы. На остальных двух спутниках наличие жидкой воды установлено по косвенным признакам. Они покрыты водяным льдом, но данные о плотности этих небесных тел и предполагаемой температуре в их недрах говорят о том, что под ледяной коркой скрывается жидкость.

Если там есть вода, возможно, есть и жизнь? Специалисты не исключают такой возможности. Во всяком случае, на Энцеладе и Титане есть довольно сложная органика.

Вероятность обитаемости этих лун зависит в том числе от картины течений в океане. Ведь именно они переносят по подлёдному морю тепло и химические вещества, способные стать "строительным материалом" для зарождения жизни или пищей для живых организмов.

Однако о течениях в этих океанах до сих пор известно очень мало. Содерланд в меру возможного заполнила этот пробел, собрав всю имеющуюся информацию и использовав компьютерное моделирование. Исследователь учитывала скорость вращения небесного тела вокруг своей оси, предполагаемую толщину льда, концентрацию и состав растворённых солей и другие факторы.

Визуализация картины морских течений на Земле.

Как показали расчёты, картина течений сильно зависит от скорости вращения спутника.

Если он вертится достаточно быстро, образуется несколько струй, огибающих небесное тело по параллели. Внешне это похоже на полосы Юпитера, хотя последние имеют другую физическую природу. Из-за конвекции образуется также движение воды в самых глубинах спутника, вдоль оси вращения. Самый эффективный теплообмен между океаном и ледяным панцирем происходит в полярных регионах, где эти глубокие течения приближаются к поверхности. Вероятнее всего, именно так циркулирует вода подо льдом Энцелада.

Европа вращается медленнее Энцелада, и вода под её панцирем движется иначе. Образуется меньше широтных струй, зато возникают конвективные ячейки, похожие на ячейки Хэдли в земной атмосфере. Самый эффективный теплообмен между водой и льдом происходит на экваторе.

На Титане может реализоваться либо первый, либо второй сценарий. Это зависит от нескольких факторов, которые ещё предстоит уточнить.

Что касается Ганимеда, то о нём у астрономов слишком мало сведений. Скудные данные совместимы с целым набором возможных картин течений.

"Тот факт, что мы прогнозируем, что они (спутники – прим. ред.) имеют сильные океанические течения, сам по себе является довольно захватывающим", – отмечает исследователь в материале ресурса Space.com.

Разумеется, чтобы проверить и уточнить результаты моделирования, нужны новые данные. Астрономы надеются получить их от будущих миссий Europa Clipper и JUICE.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о тектонике ледяных плит на Европе и карте метановых морей и озёр Титана.