Речь идет о спутниках, покрытых толстыми ледяными оболочками и обращающихся вокруг гигантов Солнечной системы. Среди них — Энцелад, Мимас и Миранда. Ученые полагают, что под их ледяной корой могут находиться обширные океаны жидкой воды — ключевого компонента для потенциальной жизни.
Как пояснил ведущий автор исследования, профессор наук о Земле и планетах Макс Рудольф, специалистов интересуют процессы, которые формируют эволюцию таких миров на протяжении миллионов лет и определяют их современный облик. Основной драйвер изменений — приливное нагревание. Гравитационное воздействие массивных планет и соседних спутников разогревает недра, из-за чего ледяная оболочка периодически истончается или, напротив, утолщается при повторном замерзании воды.
Ранее ученые показали, что при замерзании объем льда увеличивается, давление возрастает и это может провоцировать появление гигантских трещин — таких как «тигровые полосы» на Энцеладе. В новой работе исследован обратный сценарий — таяние льда снизу. Когда лед превращается в менее плотную жидкую воду, внутреннее давление падает. На небольших спутниках это снижение может оказаться достаточным, чтобы достичь так называемой тройной точки воды — состояния, при котором лед, жидкость и пар существуют одновременно. Иными словами, скрытый океан теоретически способен начать кипеть под ледяной крышкой.Такой механизм может объяснить необычные геологические формы на Миранде — гигантские хребты и обрывы, известные как короны. Снимки, полученные аппаратом Voyager 2, зафиксировали на поверхности спутника структуры, которые долгое время оставались без убедительного объяснения.
Размер объекта играет принципиальную роль. Например, Мимас диаметром менее 400 км выглядит геологически «мертвым» и испещрен кратерами, однако небольшие колебания в его движении указывают на возможное наличие подледного океана. При этом оболочка может не трескаться при истончении, что позволяет спутнику сохранять внешнюю «спокойность».
Иная картина ожидается на более крупных телах, таких как Титания. Здесь снижение давления при таянии, вероятно, приведет к растрескиванию льда еще до достижения тройной точки. Поверхность таких спутников может отражать циклы истончения и повторного утолщения ледяной коры.
По оценке исследователей, анализ внутренних процессов ледяных лун помогает понять, почему их ландшафты сегодня выглядят именно так. И, что стратегически важно для планетологии, эти данные уточняют критерии поиска внеземной жизни в пределах Солнечной системы.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение