Энцелад, удивительный спутник Сатурна диаметром около 500 километров, занимает шестое место по величине среди лун планеты-гиганта. Это небесное тело привлекает особое внимание ученых благодаря впечатляющим гейзерам, которые возникают в результате криовулканической активности в южной полярной области. Эти природные фонтаны достигают высоты в несколько десятков километров, создавая захватывающее космическое зрелище.
Под ледяной корой толщиной примерно 30 километров скрывается удивительный подповерхностный океан. Его существование подтверждается не только геотермальной активностью, но и регулярными водными выбросами.
Благодаря совместным усилиям миссии «Кассини» и космического телескопа «Джеймс Уэбб» удалось установить, что гейзеры Энцелада представляют собой мощные потоки, состоящие в основном из водяного пара, миниатюрных ледяных частиц и различных химических соединений, включая соли. Особенно интригует присутствие в этих выбросах органических веществ, которые могут участвовать в формировании белков и ДНК.
На дне океана этого удивительного спутника могут существовать условия, поразительно напоминающие древнейшую земную среду — «первичный бульон». Предполагается, что там могут присутствовать важнейшие строительные блоки жизни: аминокислоты, полипептиды, азотистые основания и нуклеотиды. Для подтверждения этой захватывающей гипотезы необходимо тщательное изучение образующихся там материалов.
Однако возникает интригующий вопрос: насколько точно материал гейзеров отражает химический состав глубинных слоев океана? Существует вероятность, что под влиянием гравитации происходит стратификация — распределение воды по слоям различной плотности, обусловленное разницей в солености и температуре. Такое расслоение может существенно замедлить перемещение химических веществ от дна к поверхности.
Научное сообщество разделилось во мнениях: одни исследования указывают на однородность океана, другие подтверждают его четкую слоистость. Команда астрофизиков Редингского университета под руководством Флинна Эймса провела комплексный анализ всех доступных данных об океане Энцелада, применив методики, используемые для изучения земных океанов.
Результаты исследования показали: при постоянном таянии у полюсов Энцелада океан неизбежно приобретает слоистую структуру. Это означает, что подъем химических веществ от дна к поверхности может занимать не месяцы, а столетия или даже тысячелетия.
Особую роль в формировании структуры океана играет соленость. При концентрации соли менее 20 граммов на килограмм воды наблюдается необычное поведение: охлажденная вода остается на поверхности, формируя «инверсную стратификацию» с четкими границами между практически не смешивающимися слоями.
Были рассмотрены два возможных сценария развития событий. В первом случае слабое перемешивание, вызванное приливными силами Сатурна, приводит к формированию двух слоев: стабильного верхнего и конвективного нижнего. Во втором случае интенсивное перемешивание создает полностью стратифицированный океан. В обоих случаях частицы с глубин 30-40 километров не способны быстро достичь поверхности.
Исследователи подчеркивают, что подобная ситуация может быть характерна и для других подледных океанов в Солнечной системе. Это открытие побуждает научное сообщество к разработке новых методов сбора образцов для поиска внеземной жизни.
Детальные результаты исследования опубликованы в престижном научном издании Communications Earth & Environment, открывая новую главу в изучении потенциальных обителей жизни за пределами Земли.
