Блог

Sep 19, 2023

Уэбб наблюдает шлейф водяного пара на Энцеладе

Поскольку Энцелад быстро вращается вокруг Сатурна с периодом всего 1,37 земных дня,

Поскольку Энцелад быстро вращается вокруг Сатурна с периодом всего 1,37 земных дня, выброшенный водяной пар распространяется вдоль и вокруг его орбиты, образуя большой тор вокруг газового гиганта.

На изображениях камеры ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) виден шлейф водяного пара, вырывающийся с южного полюса спутника Сатурна Энцелада. Изображение предоставлено: НАСА / ЕКА / CSA / STScI / Г. Вильянуэва, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА / А. Пэган, STScI.

Энцелад — шестой по величине спутник Сатурна диаметром 505 км (314 миль).

Эта луна, открытая в 1789 году британским астрономом немецкого происхождения Уильямом Гершелем, является одной из самых интересных научных целей в нашей Солнечной системе в поисках жизни за пределами Земли.

Энцелад, вероятно, является крупнейшим источником воды в системе Сатурна, причем вода и другие материалы выбрасываются на орбиту Сатурна в результате локализованной геологической активности.

Ранние намеки на геологическую активность на Энцеладе были предоставлены «Вояджером» НАСА и телескопическими наблюдениями в 1980-х и 1990-х годах, когда была обнаружена тесная связь между орбитой Энцелада и самым внешним и самым широким кольцом Сатурна — плотным Е-кольцом.

В 2005 году многочисленные инструменты на борту космического корабля НАСА «Кассини» обнаружили шлейф газов и ледяных зерен, выходящий из трещин в южной полярной области Энцелада.

Тор воды на орбите Энцелада недавно наблюдался с помощью субмиллиметровой спектроскопии с помощью обсерватории Гершеля ЕКА.

Измерения Кассини газа шлейфа были выполнены с использованием масс-спектрометрии вдоль определенных траекторий пролета и посредством звездного затмения во внутренней области шлейфа (менее 200 км).

Напротив, измерения тора не были пространственно разрешены, но они указали на присутствие водяного пара во всей системе Сатурна.

Хотя поток ледяных зерен в шлейфе варьируется в разных временных масштабах, изменения потока пара гораздо менее хорошо изучены, а также то, как они влияют на структуру и эволюцию тора.

Анализируя молекулярные выбросы на больших расстояниях от Энцелада с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA, доктор Джеронимо Вильянуэва из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и его коллеги смогли составить карту распределения выделившейся воды, сравнить уровень активности с это определено измерениями Кассини, и установить прямую связь шлейфа с обширным облаком материала за пределами шлейфа, который, вероятно, накопился на нескольких орбитах.

«Когда я смотрел на данные, сначала я думал, что ошибаюсь. Было просто шокирующе обнаружить водный шлейф, более чем в 20 раз превышающий размер Луны», — сказал доктор Вильянуэва.

«Водный шлейф простирается на расстояние до 10 000 км (6 000 миль) далеко за пределы области выброса на южном полюсе».

Инфографика показывает диаграмму Сатурна, Энцелада и его тора вверху, изображение Энцелада с помощью NIRCam слева внизу и спектры прибора NIRSpec справа внизу. Изображение предоставлено: НАСА / ЕКА / CSA / STScI / Л. Хустак, STScI / Г. Вильянуэва, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

Длина шлейфа была не единственной характеристикой, которая заинтриговала исследователей.

Скорость, с которой вырывается водяной пар, около 79 галлонов в секунду, также особенно впечатляет.

«Орбита Энцелада вокруг Сатурна относительно быстрая, всего 33 часа. Когда он вращается вокруг Сатурна, луна и ее струи практически выплевывают воду, оставляя за собой ореол, почти как пончик», — сказал доктор Вильянуэва. .

«По наблюдениям Уэбба, шлейф был не только огромным, но и вода была просто повсюду».

«Этот нечеткий пончик из воды, который появился «везде», описанный как тор, расположен рядом с E-кольцом Сатурна».

Наблюдения Уэбба напрямую демонстрируют, как шлейфы водяного пара Луны питают тор.

Анализируя данные Уэбба, авторы определили, что примерно 30% воды остается внутри этого тора, а остальные 70% уходят, чтобы обеспечить остальную часть сатурнианской системы воды.