На карликовых планетах за Плутоном могут быть океаны
Долгое время считалось, что Земля - единственная планета в нашей Солнечной системе, на которой есть океан, но начинает казаться, что подземные океаны есть даже внутри самых удивительных ледяных тел. На самом деле, ледяные спутники и карликовые планеты во внешней части Солнечной системы, по-видимому, имеют жидкие океаны под слоями толстого льда. Недавние исследования показывают, что океаны могут быть даже внутри тел за пределами Плутона. Это удивительно, поскольку температура поверхности этих тел намного ниже -200°C. Семьдесят лет назад казалось правдоподобным, что насыщенная парами атмосфера Венеры скрывает от нашего взора мировой океан. Эта идея была опровергнута в 1962 году, когда космический аппарат "Маринер-2" пролетел мимо Венеры и обнаружил, что ее поверхность слишком горячая для жидкой воды. Прошло совсем немного времени, прежде чем мы поняли, что все океаны, которые когда-то могли быть на Венере и Марсе, исчезли миллиарды лет назад из-за серьезных изменений в их климате.
Революцию в мышлении, которая проложила путь к нашему новому взгляду на океаны Солнечной системы, можно проследить по статье астрофизика Стэна Пила, опубликованной в 1979 году. Это предсказывало, что самый большой спутник Юпитера, Ио, будет настолько горячим внутри, что может быть вулканически активным. Источником тепла, который делает это возможным, является гравитационный эффект — повторяющееся приливное притяжение между Ио и следующим спутником Юпитера, Европой. Европа совершает ровно одну орбиту за две орбиты Ио. Таким образом, Ио обгоняет Европу через каждые два витка, получая от Европы регулярно повторяющееся приливное притяжение, которое не позволяет орбите Ио стать круговой. Это означает, что расстояние Ио от Юпитера постоянно меняется, а следовательно, и сила гораздо более сильного приливного воздействия со стороны Юпитера, которое фактически искажает форму Ио. Повторяющееся приливное искривление его внутренней части нагревает его за счет внутреннего трения, точно так же, как если вы несколько раз согнете жесткую проволоку туда-сюда, а затем прикоснетесь вновь согнутой частью к губам (попробуйте это сделать с помощью вешалки для одежды или скрепки для бумаг), вы сможете почувствовать тепло.
Предсказание Пила о приливном нагреве подтвердилось всего через неделю после публикации, когда "Вояджер-1", первый сложный аппарат, совершивший облет Юпитера, прислал снимки извергающихся вулканов на Ио. Ио - скалистый мир, где нет воды ни в каком виде, поэтому может показаться, что это не имеет никакого отношения к океанам. Однако приливный буксир Юпитер-Ио-Европа работает в обоих направлениях. Европа также подвергается приливному нагреву не только со стороны Ио, но и со стороны следующего спутника, Ганимеда. Теперь есть очень веские доказательства того, что между ледяной оболочкой Европы и ее скалистыми внутренностями находится океан глубиной 100 км. На Ганимеде может быть до трех или четырех слоев жидкости, зажатых между слоями льда. В этих случаях тепло, препятствующее замерзанию жидкой воды, вероятно, в основном приливного происхождения. Также есть свидетельства наличия зоны соленой жидкой воды внутри Каллисто, самого дальнего крупного спутника Юпитера. Скорее всего, это не связано с приливным нагревом, а, возможно, с выделением тепла при распаде радиоактивных элементов.
У Сатурна есть относительно небольшой (радиусом 504 км) ледяной спутник под названием Энцелад, который имеет внутренний океан благодаря приливному нагреву в результате взаимодействия с более крупным спутником под названием Диона. Мы абсолютно уверены, что этот океан существует, потому что ледяная оболочка Энцелада колеблется таким образом, который возможен только потому, что эта оболочка не прикреплена к твердой внутренней поверхности. Кроме того, космическим аппаратом "Кассини" были взяты пробы воды и микроэлементов из этого внутреннего океана. Результаты измерений показали, что океанская вода Энцелада, должно быть, вступила в реакцию с теплыми породами под океанским дном, и химический состав там, внизу, выглядит подходящим для поддержания микробной жизни. Удивительно, но даже для лун, которые не должны нагреваться при приливах, и для тел, которые вовсе не являются лунами, количество свидетельств существования внутренних океанов продолжает расти. Список миров, которые, возможно, имеют или когда-то имели внутренние океаны, включает в себя несколько спутников Урана, таких как Ариэль, Тритон, крупнейший спутник Нептуна, и Плутон.
Ближайший к солнцу внутренний океан, возможно, находится внутри карликовой планеты Церера, хотя к настоящему времени он, возможно, в значительной степени замерз или просто состоит из соленого ила. Особенно удивительными для меня являются свидетельства существования океанических миров далеко за пределами Плутона. Они основаны на недавно опубликованных результатах работы космического телескопа Джеймса Уэбба, изучающего соотношение различных изотопов (атомов, в ядрах которых содержится больше или меньше частиц, называемых нейтронами) в замороженном метане, покрывающем Эриду и Макемаке, две карликовые планеты, которые немного меньше и значительно удаленнее Плутона. Авторы утверждают, что их наблюдения свидетельствуют о химических реакциях между внутренней океанской водой и породами океанского дна, а также о довольно молодых, возможно, даже современных, выбросах воды.
Авторы предполагают, что тепла, получаемого в результате распада радиоактивных элементов в породе, достаточно, чтобы объяснить, как эти внутренние океаны сохранялись достаточно теплыми, чтобы избежать замерзания. Вы можете задаться вопросом, может ли все это повысить наши шансы на обнаружение инопланетной жизни. Мне жаль портить праздник, но в этом году на конференции по лунным и планетарным наукам в Хьюстоне (11-15 марта) было опубликовано несколько докладов, в которых сообщалось, что скала под дном океана Европы, должно быть, слишком прочная, чтобы разломы могли расколоть ее и создать что-то вроде горячих источников (гидротермальных жерл). на дне океана, который питал микробную жизнь на ранней Земле. Возможно, что и другие подземные океаны могут быть столь же негостеприимными. Но пока еще есть надежда.
