Сквозь кольца Сатурна. Открытый космос.

Одинокий странник, изучавший Величие Сатурна, его колец и спутников, провёл в космосе в общей сложности 20 лет. С 15 октября 1997 года он преодолел долгий семилетний путь, а 30 июня 2004 года Кассини добрался до Сатурна и вышел на орбиту газового гиганта. Долгие годы астрономы всего мира с трепетом наблюдали за открытием автоматической межпланетной станции. Это и фотографии многочисленных ледяных лун, впечатляющие снимки колец и таинственных узоров. Переменчивы и неспокойны штормы, огромное количество данных о природе далёкого от нас уголка Солнечной системы.

Но когда запасы топлива были на исходе, 26 апреля 2017 года Кассини было предназначено несколько отчаянных поручений: нырнуть между кольцами Сатурна и самой планеты 22 раза. А затем, чтобы обезопасить спутники, на которых могут быть компоненты жизни, аппарат должен был стать навсегда с этой удивительной планетой одним целым. Тогда инженеры проекта направили Кассини в недра газового гиганта. А свою антенну он до последнего держал, направленной на Землю, передавая свою прощальную речь землянам. 15 сентября 2017 года Кассини навсегда скрылся в облаках Сатурна, летя навстречу своей гибели.

Кассини, даже разрушаясь, продолжал функционировать. Каждый его прибор неустанно передавал данные, пока аппарат не сгорел в атмосфере. Сердце станции остановилось, когда учёные поймали последний его сигнал. Он бесподобно справился со всеми задачами. Но что же он сообщил нам в своём грандиозном финале, длившемся с апреля по сентябрь 2017 года? Более 13 лет Кассини был нашими глазами и ушами в системе Сатурна. Планета имеет 82 спутника и кольца, состоящие из частичек льда и камня. Прямо подсчитать количество колец невозможно, так как снимки, сделанные финальных пролетах с близкого расстояния, показывают, как они делятся на более мелкие, словно до бесконечности.

Астрономы иногда называют Сатурн Солнечной системой в миниатюре, поскольку многочисленные спутники напоминают планеты, а кольца — пояс астероидов и пояс Койпера. Кассини падал в атмосферу Сатурна со скоростью 124.000 км/ч. Не хотелось бы оказаться верхом на зонде в этот момент, ведь никто не знал, сколько он продержится. Поскольку изучение планеты изнутри не было задумано учеными изначально, оказавшись под кольцами, Кассини сделал снимки облаков Сатурна с расстояния, близкого настолько, насколько это было возможно.

Но больше всего руководителей миссии поразил гигантский гексагон — огромный шестиугольный вихрь, причём одна сторона этого шестиугольника сопоставима с диаметром Земли. Он есть только на Северном полюсе планеты и состоит из тысяч более мелких вихрей. А в самом центре этого шестиугольника — гигантская воронка, уходящая глубоко в недра Сатурна на несколько сотен километров. Сам шестигранник, в зависимости от сезонов, ещё и меняет свой цвет: может быть зеленоватым, золотистым или голубым. Но форма шестиугольника стабильна и остаётся на протяжении сотен лет.

Времена года на Сатурне меняются, как и на Земле, из-за наклона оси планеты. Когда Северный полюс Сатурна оказывается наклонным к Солнцу, он получает больше света. Солнечный свет взаимодействует с атмосферой, и образуются взвешенные частицы аэрозоли, которые напоминают смок, поэтому и окрашивают гексагон в [музыка]. Что дымка частиц аэрозолей затягивается туда, как межгалактическим пылесосом. Симметричная форма гексагона получается благодаря взаимодействию вращения планеты и атмосферных течений.

В финале своей миссии, во время максимального сближения, Кассини передал фотографии этих блуждающих друг за другом вихрей в прекрасном качестве. Во время своего финала Кассини обнаружил, что на Сатурне могут даже идти дожди, но это не тот безобидный дождик, привычный нам понимании; это сами кольца постепенно притягиваются к Сатурну. Газовый гигант притягивает частички льда, камня и пыли — главные составляющие колец, а затем уничтожает их в своих верхних слоях атмосферы. Каждую секунду на Сатурн выпадает несколько тонн ледяного дождя. Зонтик здесь бессилен, разве что из титана.

Если так будет продолжаться и дальше, то через 300 миллионов лет планета останется без своего главного аксессуара. Кольца могут состоять из микроскопических частичек пыли и глыб, размером с крупный внедорожник с многодетной семьёй внутри. Кольца находятся довольно далеко от Сатурна, чтобы он притянул их к себе. Но почему же на Сатурне постоянно идёт назойливый и моросящий дождь из ледяных частиц? Кассини не дал ответ на этот вопрос. Осколки льда обладают статическим зарядом, ультрафиолетовое излучение сдувает электроны, и частицы приобретают заряд. Нечто похожее происходит с воздушным шариком, который потёрли о волосы, и он прилипает к стене из-за статического электричества.

А раз у Сатурна сильное магнитное поле, то он и притягивает эти ледяные частицы к себе, как магнит. Роль этого магнита играет металлический водород, находящийся вблизи ядра планеты. Под действием огромного давления и высокой температуры водород становится не газом, и даже не жидкостью, а похожей на расплавленный металл по своей консистенции. Электроны легко высвобождаются, перемещаясь в жидкости. Таким образом, под сильным давлением жидкий водород ведёт себя как металл.

Кассини также смог разобраться с вопросом, какова масса колец Сатурна. Если взять всё их вещество, то масса получится очень незначительной — они в 100000 раз легче нашей планеты. Возможно, Сатурн периодически ловит проходящие мимо кометы, астероиды и [музыка]. Однажды, помогло разобраться, сколько лет кольца существовали: ли они с рождения самой планеты или появились недавно. Кассини в финале своё миссии дал нам ответ на этот вопрос. Нам очень повезло застать это великолепие — им всего от 10 до 100 миллионов лет.

И, возможно, что во время динозавров на Земле Сатурн не был ещё властелином колец. Они слишком лёгкие и слишком яркие. Если бы они были долгожителями, то давно бы уже покрылись пылью и стали намного темнее. Вероятно, Сатурн притянул к себе ледяной спутник вроде Энцелада и своей гравитацией разрушил его, разорвав на мелкие кусочки. Они распределились по орбите, постоянно сталкиваясь друг с другом, в результате чего раздробили на мелкие составляющие. А острые углы между ними струхнули, как галька на морском берегу.

Кассини показал, что плотность колец очень неоднородна — там миллионы колец, а между ними могут быть щели. А сами кольца похожи на остатки, только найти проигрыватель межпланетного масштаба, какую музыку скрывает Сатурн. Кольца удерживаются спутниками и пастухами, которые невозможно увидеть с Земли, так как они прячутся между ними и своей гравитацией удерживают их от дальнейшего распада. Силой гравитации они создают в кольцах волны, и всё это похоже на удивительную симфонию баланса и гармонии. Вместе все спутники помогают своему властелину поддерживать украшение в надлежащем состоянии. Но как они туда оказались, остаётся открытым.

Да, Кассини не погиб, но его наследие живёт и до сих пор не оставляет равнодушным. Финальные снимки гексагона, открытие ледяного дождя, исследование исчезающих и появляющихся вихрей, открытие спутников-пастухов показали нам, что Сатурн — это единая система. Да и с виду он кажется красивым и одновременно суровым. Но это невероятный мир, где всё сбалансировано, начиная от маленькой завитушки в атмосфере и заканчивая тончайшими пылинками в кольцах. Сатурн — это уникальное творение, и Кассини показал нам, что весь мир гигантской планеты держится на хрупком равновесии гравитации.

Лишь единство и гармония могли создать такой истинный шедевр во Вселенной. Это и были последние слова [музыка] Кассини. Если бы мы сейчас отправились на эту удивительную планету, то увидели бы завораживающую картину. Представьте себе гигантский Сатурн, вокруг которого на огромной скорости вращаются многочисленные остатки планет, куски комет и льда. Ведь именно это и представляет собой тот самый пояс кольца, который так красиво выглядит с Земли. Над планетой парят облака, плотно покрывающие всю поверхность. Местами бушуют дикие ветра, проносящиеся быстрее, чем скорость звука на Земле, временами здесь бывают молнии, а значит, мы запросто могли бы попасть под их воздействие.

Тем более опасно, если вы не из Асгарда. Да, это Сатурн — шестая планета нашей солнечной системы, знаменитая своими кольцами. Она входит в состав четырёх газовых планет-гигантов, таких как Юпитер, Уран и Нептун. Диаметр планеты равен около 117000 км. Планету назвали в честь древнеримского Бога Сатурна, который у греков именовался Кронос, титан и отец самого Зевса. Саму планету вместе с кольцами можно разглядеть с Земли даже в обычный небольшой телескоп. Сутки на Сатурне составляют 10,7 часов, а период вращения вокруг Солнца — 30 лет. Это огромная и безумно интересная планета, которая скрывает множество загадок, некоторые из которых мы смогли разгадать.

При взгляде на фотографии северного полюса Сатурна, сделанной межпланетной исследовательской станции Кассини, сразу же бросается в глаза огромный шестиугольник с симметричными гранями. Фигура с поперечником в 25000 км представляет собой уникальный вихрь, где каждая стенка, грань уходит в атмосферу планеты на сотни километров вглубь. Впервые вихрь был обнаружен в 1980 годах, когда зонды Voyager 1 и Voyager 2 смогли запечатлеть полюс Сатурна. Более качественные фотографии мы смогли получить лишь в последние годы во время работы Кассини.

Что же представляет из себя эта фигура? Полученные кадры позволили более подробно изучить возникновение шестиугольника, даже смоделировать его в лабораторных условиях. Во вращающуюся ёмкость с водой, имитирующей атмосферу Сатурна, поместили несколько колец, имитирующих отдельные ураганы. Их скорость вращения превосходила скорость вращения ёмкости, порождаемые кольцами ураганы, вихри [музыка] отклонялись. Устойчивость в масштабах планеты может существовать на протяжении сотни лет.

Аппарат Кассини также многое узнал, что конкретно представляет из себя Газовый гигант Сатурн. Он наглядно продемонстрировал, что у Сатурна нет твёрдой поверхности, а то, что мы видим — это только верхушки облаков. Их верхний слой состоит из замёрзшего аммиака, а нижний — из аммония. Чем ближе к планете, тем плотнее и горячее водородная атмосфера. Атмосфера Сатурна практически полностью состоит из водорода — 96%, на 3% из гелия, менее 1% составляет метан, аммиак, этан и другие элементы.

В верхних слоях зафиксирована минимальная температура -19 градусов Цельсия, но при погружении в атмосферу она значительно увеличивается. Исследователи заключили, что в центре планеты находится большое силикатное ядро. Так, на глубине около 30.000 км температура составляет 10.000 градусов Цельсия, а давление около 3 миллионов атмосфер. В самом ядре давление ещё более высокое, также как и температура, в нём и находится источник тепла, согревающий всю планету.

Магнитное поле планеты имеет уникальную особенность: оно совпадает с осью вращения [музыка] планеты. Конечно, представляя Сатурн, у любого человека сразу возникает воображение его уникальные и удивительные кольца. Давайте вместе обратим на них внимание. Основных колец Сатурна насчитывается три, названных довольно не замысловато. Кольцо составляет гораздо тоньше и менее заметно. Как выяснилось, кольца Сатурна — это не одно твёрдое тело, а миллионы тел кусочков льда, размером от пылинки до нескольких метров. Они двигаются примерно с одной скоростью — около 10 км в секунду вокруг экваториальной части планеты, иногда сталкиваясь друг с другом.

Во-первых, новые кольца были открыты в достаточно большом количестве, расширив территорию планеты, если, конечно, считать кольца частью Сатурна. Во-вторых, в классических кольцах DSC, а также вертикальных столбиков. Более того, кольца Нашлись даже у одного из спутников Сатурна — Рею. Конечно, больше всего красот от Кассини мы увидели в фотографиях спутников. Нужно начать с того, что первым делом наш герой просто увеличил количество известных нам спутников Сатурна на целых семь объектов. Полену, Полидевк и Итона были открыты ещё на подлёте, а затем во время работы на орбите вокруг Сатурна были открыты Дафнис, Анфа и Гион.

И, конечно, спутник S29 S1, который ещё не получил своего имени, но судя по тому, как он выглядит, назовём его пока АО Аникси. Это самый близкий к планете из известных спутников Сатурна, который вращается в окрестностях кольца. Самым интересным из средних спутников оказался, конечно же, Энцелад. Как выяснил Кассини, под его поверхностью тоже есть океан, подобный тому, что есть на спутниках Юпитера — Европе и Ио, с некоторой вероятностью существования жизни в нём. Однако океан на Энцеладе изучать гораздо проще, ведь он сам доставляет наружу образцы с Южного полюса спутника через разломы, названные тигровыми полосами, в космос. Бьют гейзеры, образуя ещё одно кольцо Сатурна.

Таким образом, остальные спутники тоже оказались очень интересными. И речь не только о похожем, как две капли воды, на звезду смерти Мимос. Тут можно упомянуть спутники-пастухи Пан и Атлас, которые своей гравитацией держат форму колец Сатурна, а те, в отместку, намораживают на них ледяной жирок, превращая спутники в космические пельмени. Есть на орбите Сатурна и своя Губка Боб — пористый спутник Персиваль. Есть удивительный Япет с гигантским хребтом выше Гималаев, который прошёл по экватору спутника. Есть Тефиа, у которой тоже теперь подозревают то ли ядро, то ли подповерхностный океан.

На данный момент у Сатурна всего 62 спутника. Они имеют различную форму, но в большинстве своём малых размеров, в основном представляют из себя ледяное образование. И только некоторые имеют мести горных пород. Названия многих спутников произошли от имён титанов и их потомков, так как само название планеты происходит от Кроноса, который повелевал ими. Но напоследок нужно, конечно, упомянуть день 19 июля 2013 года. В этот день Кассини оказался ровно за спиной Сатурна. Его тени смог сделать снимок колец планеты в контровом свете с очень высоким разрешением.

Однако снимок интересен не только этим. В правом нижнем углу можно видеть синюю точку, а если приглядеться, то и ещё одну — это снимок Земли и Луны с огромного расстояния. Однако рано или поздно всё заканчивается. Миссия Кассини продлевалась дважды, и аппарат превысил все заложенные сроки жизни. У создателей миссии было несколько вариантов развития событий: предполагалось, например, увести аппарат обратно к Солнцу и разбить его о Меркурий. Однако было решено захоронить аппарат на второй его Родине — Сатурне.

Последняя фаза жизни аппарата, получившая имя "Большой финал", началась 26 апреля 2017 года. Кассини совершил 22 пролёта между Сатурном и его внутренним кольцом, которые позволили астрономам взглянуть на Сатурн и его спутники с новых ракурсов. 15 сентября 2017 года в 14:55 по московскому времени Кассини завершил свою двадцатилетнюю жизнь в атмосфере газового гиганта. Спасибо Кассини за проделанную работу и всем, кто участвовал в этой непростой, но поистине удивительной [музыка] [музыка] миссии.

Планета Сатурн наиболее узнаваем и примечателен своими кольцами, которые состоят в основном из частиц льда. Орбитальная скорость которых увеличивается по мере приближения к планете. Деление Кассини представляет собой широкую тёмную полосу, расположенную между двумя наиболее заметными кольцами Сатурна. В этой полосе плотность частиц значительно ниже, чем внутри колец. Но что стало причиной этой пробой? Спутник Мимос способствует разбрасыванию узкого зазора. Покачивание естественных лун, не редкость у планет Солнечной системы. Это явление называется либра и наблюдается даже у земного спутника. Однако колебания Мимоса сильнее расчётных.

Да, Мимос относительно небольшой спутник, но по-своему интересен. Он продолжает творить свою историю на орбите Сатурна. Предлагаем поближе подобраться к этому удивительному спутнику. Итак, Мимос — самый маленький и самый близкий из восьми главных спутников Сатурна. Спутник был открыт в 1789 году английским астрономом Уильямом Гершелем, имея размер около 400 км, является двадцатым по величине спутником в Солнечной системе, а также самым маленьким известным космическим телом, которое имеет округлённую форму под действием гравитации.

Мы достаточно хорошо осмотрели его снаружи, попробуем заглянуть на поверхность спутника. Перед нами гладкий и плотный лёд, простирающийся. Если бы мы проделали отверстие в этом спутнике, то обнаружили, что плотность этого тела очень пористая. Низкая плотность Мимоса показывает, что он состоит в основном из водяного льда с небольшими вкраплениями камней. Достопримечательные места рельефа получили имена, взятые главным образом из британских легенд о Короле Артуре, о рыцарях круглого стола в изложении Томаса Мери. Это связано с тем, что первооткрыватель Мимоса, Уильям Гершель, был британским учёным.

А другие детали рельефа названы именами упомянутых там географических объектов. Исключение составляет самый большой кратер Гершель, названный в честь первооткрывателя спутника. Кроме того, некоторые каньоны получили имена географических объектов, фигурирующих о титанов. Это мотивируется тем, что сам спутник носит имя Генера. [музыка] По состоянию на 2020 год спутник имеет 42 образования: из них 35 кратеров и шесть каньонов. Пангея, диаметр 150 км; Камелот, 150 км; Авеллон, 120 км; Палеон, 110 км; Осса, 95 км; и одна цепочка кратеров Тинта Гиль, диаметр которого составляет 55 км.

Большое количество кратеров на поверхности Мимоса говорит об отсутствии геологической активности на небесном объекте. Детально рассмотреть спутник позволили его карты, составленные по результатам нескольких исследовательских миссий, и теперь мы видим, что он больше напоминает гигантский мячик для гольфа с дефектом в виде огромного углубления. На освещённой стороне Мимоса отчётливо видны кратеры различных размеров. Отличительной особенностью этого спутника является огромный ударный кратер Гершель диаметром 139 км, названный в честь первооткрывателя спутника.

Вероятно, далеко в прошлом с Мимосом столкнулся огромный астероид, и образовался данный кратер. Удар, от которого образовался кратер Гершель, был настолько мощным, что чуть не расколол Мимос на тысячи мелких Мимосиков. До сих пор мы можем увидеть последствия в виде огромных трещин, заметные на противоположной стороне спутника, вероятно, образованы ударными волнами, прошедшими сквозь его тело. Диаметр кратера составляет почти треть диаметра самого Мимоса. Кольцевая стена кратера местами была выше Эвереста — до 10 км, а центральная горка оказалась выше Килиманджаро — 6 км.

К слову, кратер оказался самым большим на гравитационно равновесных телах на шарообразных спутниках, планетах и карликовых планетах в сопоставлении с диаметром самого тела. Если бы кратер пропорциональных размеров был на Земле, его диаметр составил бы более 4000, что почти равно протяженности территории России с севера на юг. Поверхность Мимоса усеяна более мелкими ударными кратерами, ни один из которых не сопоставим по масштабам с Гершелем. Впрочем, в своё время снимки, сделанные аппаратом "Вояджер 1", очень сильно [музыка] повеселили.

В году чет эпизода "Звёздных войн" у Джорджа Лукаса не было ни одного шанса скопировать звезду с Мимоса. В то же время сходство оказалось потрясающим. Что касается температуры спутника, то тут не всё однозначно. С помощью снимков инфракрасной камеры космических аппаратов исследователи получили данные о том, что на поверхности спутника от -100° по Цельсию до -220° по Цельсию. Так что без телогрейки и зандов, и валенок туристам не обойтись. Сегодня Сатурн и его спутники не находятся под активным наблюдением землян. Но не исключено, что в будущем в эту часть Солнечной системы будет направлена исследовательская миссия.

Однако нам уже известно, что на данный момент спутник Мимос, который проделал дыру в кольце Сатурна, снова начал мигрировать наружу. Согласно расчётам, примерно через 40 миллионов лет щель Кассини исчезнет, а Мимос продолжит своё странствие вокруг планеты, увеличиваясь в размерах. Возможно, когда-нибудь Мимос вырастет в [музыка] [музыка].

Настоящий [музыка] видны камни округлой формы, которые могли образоваться при воздействии жидкости. Метан придаёт воздуху оранжевую окраску. Дышать им не стоит, потому что со временем мы станем такого же цвета и да, это очень смертельно. В целом рельеф титана относительно ровный, вариации по высоте не более 2 км. Однако локальные пере показывают данные радара и стерео снимки могут быть весьма значительными. Крутые склоны на титане не редкость. Это является результатом интенсивной эрозии при участии ветра и жидкости.

Имеется несколько объектов, похожих на ударные кратеры, заполненные предположительно углеводородами. Многие кратеры могут быть захоронены под слоем осадков и быстро сложены ветровой эрозии. Поверхность титана в умеренных широтах менее контрастна. Многие особенности поверхности титана могут быть объяснены как действием жидкости, так и следствием криовулканизма. Вулканический купол Ганаша, обнаруженный радаром, очень напоминает щитовые вулканы Венеры. На титане имеются огромных размеров дюны, имеющиеся схожи с ксанаду по размерам, тёмной области, опоясывающей спутник по экватору, который поначалу идентифицировали как метановые моря.

Однако радарные исследования показали, что тёмноэкваториальные регионы почти повсеместно покрыты длинными параллельными рядами дюн, вытянутых в направлении преобладающих ветров с запада на восток, на сотни километров. Подобно царапинам гигантской космической кошке, тёмный цвет неизменности объясняется скоплением частиц углеродной пыли, выпадающих из верхних слоёв атмосферы, смываемых метановыми дождями с возвышенностей и приносимых в экваториальных районах ветрами. Пыль может быть перемешана с ледяным титаническим песком.

Согласно новым данным, состав жидкостей в озёрах следующий: этан 75%, пропан 7%, метан 7%. Кроме того, озёра содержат 2-3% цианида водорода и около 1% бутена, бутана и ацетилена. Согласно другим данным, основными компонентами являются этан и метан. В любом случае нужен купальник, сделанный Илоном Маском. Запасы углеводородов в озёрах в несколько раз превышают общие запасы нефти и газа на Земле. Исследователи предположили, что в условиях на поверхности озёр титана могут образовываться плавучие льдины. Такой лёд должен быть насыщен газом более 5%, чтобы оставаться на поверхности озера, а не опускаться на дно.

Большая часть озёр обнаружена в северной полярной области, тогда как в южной их почти нет. Это может объясняться сезонными изменениями. Каждый из сезонов на титане — лет и за это время метан может высыхать в водоёмах одного полушария и ветрами переноситься в другое. Это постоянный и нигде не встречающийся процесс. На титане имеются отчётливые признаки вулканической активности. Однако при схожести формы и свойств вулканов на спутнике действуют не силикатные вулканы, как на Земле, или Марсе, и Венере, а так называемые крио-вулканы.

Скорее всего, извергающаяся водно-аммиачная смесь, как и на Земле, время от времени образуются штормы. Нагрев поверхности солнечными лучами создаёт восходящие потоки в атмосфере, вызывая мощную конвекцию, перемещение влаги и конденсацию облаков. А в отличие от Земли на титане мощные облака намного сильнее смещаются по широте, тогда как на Земле они двигаются к северу или югу незначительно. И, конечно, нельзя упомянуть исчезающие острова на титане. Крупнейшие из них — море Кракена, немногим большим Каспийского моря. Геи в три раза больше Байкала, и их глубина составляет несколько сотен метров.

Исследования моря Лиге обнаружили необычную особенность: поверхности исчезают светлые объекты, похожие на острова. При этом значительных волн на водоёмах нет. Существует три версии о том, чем они могут быть: первое — там обитают титанианцы и время от времени всплывают, чтобы посмотреть, всё ли хорошо; второе — эти образования могут быть газовыми пузырьками; и третья версия — твёрдыми плавающими образованиями, возможно, льдом. Прошло немного времени, и теперь мы знаем ответ. Оказалось, что на поверхности смесь существует в виде одной фазы, но на глубинах от 130 до 170 м происходит изменение её состояния. Тройная смесь превращается в сочетание двух жидких фаз и одной газообразной.

Растворимость азота в этане гораздо ниже, чем в метане, он выделяется в виде газа. Химики оценивают средний диаметр пузырьков почти 5 см. Такой величины оказывается достаточно для того, чтобы пузырьковые острова были видимы радаром. В то же время исследователи отмечают, что данных недостаточно для того, чтобы дать точное описание процессов в морях титана. К примеру, неизвестна температура морей и их точный состав. Более точные данные могут предоставить будущие миссии к спутнику, которая, кстати, запланирована в 2027 году. Именно тогда стартует миссия "Стрекоза".

Предполагается, что уже в 2034 году на Титан высадится восьмикратный дрон, который будет получать электроэнергию при помощи термоэлектрического генератора. Аппарат будет оснащён двумя масс-спектрометрами, несколькими камерами и блоком метеорологических и геофизических датчиков. Основными научными задачами для аппарата станут изучение химического состава проб атмосферы и поверхностного слоя грунта с целью понимания процессов, в том числе мониторинг погоды и получение атмосферных профилей, а также фотосъёмка поверхности титана и seismic исследования.

Да, эта механическая стрекоза обладает просто потрясающими способностями. Осталось только дотянуть до 2034, и тогда стать очевидцами этих новых открытий будет по-настоящему волнующим и удивительным временем. Крупнейший спутник Сатурна, а также второй по величине спутник в солнечной системе после Ганимеда, является Титан. На протяжении десятилетий мы узнавали всё больше данных об этом спутнике, и они постоянно пополняются. Что же на сегодняшний день нам известно о титане, об этом удалённом от нас более чем на миллиард километров мире? Действительно ли возможна там жизнь в той или иной форме?

Давайте попробуем найти ответы на эти и многие другие вопросы. Итак, Титан представляет собой холодный ледяной мир с температурой на поверхности -170 градусов по Цельсию, скрытый оранжевой туманной атмосферой. Титан имеет радиус около 2500 км и находится на расстоянии от Сатурна. Свету от солнца требуется около 80 минут, чтобы достичь Титана, из-за чего солнечный свет там примерно в 100 раз слабее, чем на Земле, что говорит нам совсем не о курортном местечке. За 15 дней и 22 часа Титан совершает полный оборот вокруг Сатурна, а также находится в синхронном вращении со своей планетой. Он вращается примерно вдоль экваториальной плоскости Сатурна, сезоны там длятся более семи земных лет, а год равен 29 земным годам.

Что же это значит? Гипотетически через 3 года жизни на титане мы уйдём на пенсию. Внутренняя структура титана до конца неизвестна, но по одной из моделей, основанной на данных миссии Кассини, предполагается, что Титан имеет несколько слоёв. Самый внутренний слой — силикатной породы диаметром около 3000 км. Ядро окружено оболочкой из водяного льда особого типа, который встречается только при чрезвычайно высоком давлении. Далее такой лёд высокого давления окружён слоем солёной жидкой воды, поверх которого находится внешняя корка водяного льда. Поверхность покрыта органическими молекулами, которые попали с дождём или иным образом осели из атмосферы в виде жидкости.

Атмосферное давление на титане примерно на 60% выше, чем на Земле. Чтобы это почувствовать, вам придётся опуститься на глубину около 15 м в океан. Именно так же вы будете себя ощущать на титане, то есть не очень комфортно. Это так, поскольку спутник менее массивен, чем Земля, его гравитация не так сильно держит газовую оболочку, поэтому атмосфера простирается на высоту в 10 раз выше земной — почти на 600 км в космос. Плотная атмосфера титана в основном состоит из азота — это около 95% — и метана — около 5%, с небольшим количеством других соединений, богатых углеродом.

Высоко в атмосфере титана молекулы метана и азота расщепляются солнечным ультрафиолетом и высокоэнергетическими частицами, ускоренными в магнитном поле Сатурна. Части этих молекул образуют различные органические химические вещества, содержащие углерод, водород, а также азот, кислород и другие элементы, важные для жизни на Земле. Что является очень любопытной метаморфозой: некоторые соединения, образующиеся при расщеплении и переработке метана и азота, создают своего рода "смок" — густую оранжевую дымку, из-за которой поверхность титана трудно увидеть из космоса. А значит, титановые базы нам не суждено увидеть.

Некоторые тяжёлые, богатые углеродом соединения оседают на поверхность, образуя что-то вроде песка на обширных дюнах титана, а метан конденсируется в облака, которые иногда заливают поверхность. Метановые дожди для исследователей пока что остаются загадкой. Откуда берётся сам метан, поскольку солнечный свет постоянно разрушает его в атмосфере титана? А значит, существует какой-то источник пополнения. Большая доля вероятности в том, что метан мог быть извергнут в атмосферу в результате вулканов, выбрасывающих каменную лаву.

Во время миссии зонда Кассини около титана удалось получить снимки, на которых были зафиксированы выбросы в атмосферу спутника холодного вещества, предположительно, жидкого метана. Также была открыта гора Дом, внутри которой явно происходит что-то зловещее. Это самая высокая гора на спутнике, высотой 1600 м, имеющая, по всей вероятности, креовулканическое происхождение. Также были обнаружены два светлых образования временного характера, которые являются следствием активации креовулканов, извергающих смесь с примесью углеводородов. Толщина ледяных потоков на титане достигает 200 м, что возможно благодаря высокой вязкости креома, сравнимой с вязкостью базальтовой лавы на Земле.

Но удивительно то, что всего за несколько лет огромные участки ландшафта сместились на 30 км. Поскольку Титан всегда повернут к Сатурну одной стороной, такой сдвиг может объясняться тем, что ледяная поверхность отделена от основной массы спутника жидкой прослойкой, подземным жидким океаном, с которым, скорее всего, и связана деятельность криовулканов. Одним из факторов, вероятнее всего, является мощное приливное воздействие Сатурна на свой спутник.

Что касается подземного океана, то предполагается, что в воде содержится значительное количество аммиака — около 10%, который действует на воду как антифриз и не даёт ей замёрзнуть. На основании гравитационной карты спутника был сделан вывод, что жидкость в подплощадном океане титана отличается повышенной плотностью и очень высокой составом, который входят соли, содержащие натрий, калий и серу. Кроме того, в разных районах спутника глубина океана не одинакова. И, гипотетически, в аммиаке может быть и нечто живое. Это своего рода альтернативная биохимия, которая объясняет возможность существования форм жизни, частично или полностью отличающихся биохимически от земной.

Отличия включают замену углерода в молекулах на иные атомы, либо замену воды в качестве универсального растворителя другими жидкостями. Так что не стоит удивляться, если мы встретим там гипертрофированную улитку с титановой раковиной. На титане есть облака, правда, их довольно мало. Они могут покрывать не более 1% поверхности, хотя это значение порой достигает и 8%. Кроме того, было зафиксировано огромное облако на высоте над полюсом титана. Это образование состояло, скорее всего, из этана, поскольку только этан способен конденсироваться в дождь или снег в зависимости от температуры.

Да, Титан суров! В любой сенсе из наиболее похожих на Землю мест в Солнечной системе, хотя и с гораздо более низкими температурами и с другим химическим составом, здесь настолько холодно, что из водяного льда образуются скалы, словно сосульки. Но облизывать их категорически не рекомендуем. Поверхность титана разделена на несколько светлых и тёмных областей с чёткими границами. В районе экватора расположен известный светлый регион размером с Австралию, получивший название. Также в экваториальных областях простираются обширные области тёмных дюн, состоящих из углеводородных зёрен, которые могут напоминать кофейную гущу, перемешанную с ледяным песком.

Кошачьи царапины, так называются длинные параллельные ряды дюн, вытянутые на сотни километров в направлении преобладающих ветров с запада на восток. Изображения показывают, что ледяные дюны титана в среднем до 3 км в ширину, сотней километров в длину и около 100 м в высоту. Отличное место для гигантских червей! Полевые бури здесь происходят часто. Более того, разные сезоны на титане могут влиять на резкие изменения в скорости местных ветров. На данный момент считается, что самые быстрые ветра на титане дают в районе экватора. Точную скорость их так и не удалось определить. Однако предполагают, что всего за час они огибают весь спутник. За это время они переносят потоки тёплого воздуха с более низких широт к полюсам титана.

Возможно, результаты будущих исследований помогут выяснить, что же на самом деле происходит на титане и какие погодные условия там формируются в течение разных сезонов и суток. На титане мало видимых ударных кратеров, то есть его поверхность должна быть относительно молодой, а некоторая комбинация процессов со временем стирает следы ударов. Так же, как и у нас на Земле, кратеры стираются безжалостно силами текущей жидкости, ветра и в результате тектонических плит. Эти силы присутствуют и на титане, но в немного изменённых формах. Согласно полученным данным и компьютерным расчётам моря титана в большей степени состоят из этана и метана. Также там могут присутствовать пропан и небольшое количество цианида водорода, бутан, бутен и ацетилен.

Но вы понимаете, открыть химическую фабрику будет не проблемой. Анимации из фотографий показывают периодические изменения береговой линии, что в большей степени связывают с волнами. Что же касается потенциала для жизни на титане, то он скорее всего есть, чем отсутствует. Полностью мы наверняка знаем, что Титан открывает под своей поверхностью океан жидкой воды, смешанной с солями и аммиаком. И такое открытие океана жидкой воды добавляет Титану горстку миров в нашей Солнечной системе, которые потенциально могут содержать пригодную для жизни среду. Да, он не очень пригоден для жизни, которую мы знаем.

Но разве мы знаем всё? Кроме того, реки, озёра и моря жидкого метана и этана тоже могут служить обитаемой средой на поверхности. Хотя любая жизнь там будет сильно отличаться от земной. Несмотря на то, что мы за годы работы довольно много узнали об этом удивительном спутнике, новые знания рождают ещё больше вопросов. Разнообразие особенностей поверхности титана удивляет и восхищает. Многие сравнивают Титан с Землёй. Действительно, его похожесть — в виде рельефа, наличие морей, рек, дюн. Его атмосфера, защищающая от радиации, находит обе черты.

И с нашей планеты, и совершенно не похожий на нашу Землю мир. Поистине уникальное место в Солнечной системе, требующее дальнейшего изучения. Представляем вашему вниманию экзопланету 1С вас J1407b. Это холодный Юпитер, масса которого равняется 20 массам Юпитера. Экзопланета была открыта в 2012 году транзитным методом с помощью земного роботизированного телескопа СУВА. Этот метод основан на фиксировании снижения яркости звезды при прохождении планеты на её фоне. Объектом изучения была звезда субт солнечной массы из созвездия Центавра, удалённая от Земли на 434 световых года.

Орбитальный период 3725 земных дней. Это первая планета вне Солнечной системы, у которой обнаружены кольца, а также крупнейшие из кольцевых систем, известных на данный момент. У кривых блеска звезды этой планеты, то есть функции изменения блеска астрономического объекта во времени, есть одна странность. Обычно при затмении звезды планетой наблюдается разовое пиковое снижение яркости, но в этом случае имелось множество меньших вторичных снижений яркости по обе стороны от основного. Удивительной была и сама длительность транзита — 56 суток, вместо нескольких часов, как это обычно бывает у экзопланет. И это было чрезвычайно необычно.

Причина оказалась очень весомой. Посмотрите на эту картинку: здесь кольца показаны красным цветом. Зелёная линия показывает путь и диаметр самой звезды, серые кольца обозначают области, где фотометрические данные не ограничивают модель. Нижний график показывает кривую блеска передаваемой модели, красные точки — это измеренный поток излучения от звезды в оптическом диапазоне. Объясняется это тем, что у планеты структуры колец наклонены к плоскости вращения по орбите. Необычность и сложность кривой блеска, а также длительность транзита, не удаётся объяснить наличием других тел в системе, активностью звезды или наличием пылевого диска звезды.

И тем не менее феномен огромных колец был подтверждён. Были сделаны выводы, что система колец должна обладать множеством особенностей: во-первых, быть достаточно плотной и непрозрачной. Во-вторых, иметь наклон к плоскости вращения по орбите вокруг звезды и к наблюдателю на Земле. В-третьих, быть достаточно большой, чтобы можно было отделить структуры колец от планеты и при этом затмевать звезду настолько, чтобы телескоп мог зафиксировать снижение яркости.

А теперь обратим внимание на гигантский диаметр колец. Он составляет почти 120 миллионов километров, что более чем в 200 раз превышает диаметр системы Сатурна. Исходя из положения пиков на кривой блеска и времени покрытия, можно попытаться воссоздать структуру и оценить параметры кольцевой системы. Согласно первому проведённому анализу экзопланета 1С вас имеет как минимум четыре кольца, разделённых пустотами. Их назвали так: Рочестер, Сазерленд, Кампана и Толо. Может показаться, что название выдумал я, но нет. Их назвали в честь обсерватории, где впервые получили и анализировали данные об этой системе.

Последующие исследования показали, что кольцевая система может состоять из более чем десяти колец. Внешний радиус последнего зафиксированного кольца — около 90 миллионов километров, что в 640 раз больше радиуса видимой части колец Сатурна и сравнимо с расстоянием от Венеры до Солнца. Удивительно и то, что размер значительно больше сферы действия тяготения планеты. Интересен и тот факт, что система колец не выходит за области, где планета за счёт инерции способна удерживать свои спутники, но занимает значительную её часть. Это значит, что крайние частицы колец испытывают в несколько раз более сильное притяжение звезды, чем у планеты, и возникает вопрос об устойчивости и динамике такого образования.

При сближении планеты и звезды, возможно, даже истечение вещества из диска. Кольца также весьма интересны. Причины возникновения наклона кольца к плоскости вращения по орбите. Если бы не этот наклон, открытие вообще бы не произошло. Существует несколько моделей, которые объясняют такой наклон для планет солнечной системы: Урана, Нептуна и Сатурна. Но для такой крупной экзопланеты, как 1С вас, эти модели требуют серьёзных теоретических доработок. Само собой, напрашивается вопрос: возможно ли наличие спутников на этом Экзо-Сатурне? Скорее всего да.

На расстоянии в 61 миллион километров, это примерно как от Меркурия до Солнца, имеется крупный разрыв, одно очевидное объяснение этому — формирование спутника в этом участке, который забрал весь строительный материал и сделал промежуток в кольцах. Его масса может лежать в пределах масс Земли или Марса, а его орбитальный период вокруг планеты составляет около 2 лет. Предполагается, что в последующие несколько миллионов лет кольца из-за формирования новых спутников станут менее плотными и в конечном счёте исчезнут. Как же появилась столь крупная система колец — мы не знаем.

Но эта экзопланета — отличный показатель того, как в течение многих сотен лет формировались кольцевые системы Юпитера и Сатурна на ранних стадиях своей жизни. Мы будем следить за новыми открытиями и обязательно Вам о них расскажем. Впрочем, делайте это вместе с нами в нашей группе ВКонтакте, где вы также найдёте множество интересных новостей, фотографий, музыки и другого. Сверхконцентрируйтесь, всем приятных [аплодисменты] [музыка] [аплодисменты] [музыка] [музыка] [аплодисменты] [музыка] выходных [музыка] [аплодисменты] [музыка] [аплодисменты] [музыка] с [музыка] Жа.