Энцелад — шестой по размеру спутник Сатурна

Изображения, полученные с помощью NIRCam (камеры ближнего инфракрасного диапазона) космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/КСА, показывают шлейф водяного пара, выбрасываемый из южного полюса спутника Сатурна Энцелада и простирающийся в 40 раз больше размера самой Луны. Вставка, изображение с орбитального аппарата «Кассини», подчеркивает, насколько маленьким Энцелад выглядит на изображении JWST по сравнению с водяным шлейфом. Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Г. Вильянуэва (Центр космических полетов имени Годдарда НАСА), А. Паган (STScI).

JWST обнаружил гигантский водяной шлейф на Энцеладе

Космический телескоп Джеймса Уэбба наблюдал огромный шлейф водяного пара, исходящий от спутника Сатурна Энцелада. Астрономы говорят, что шлейф простирается почти на 10 000 километров (6 200 миль) в космос, что примерно эквивалентно расстоянию от Ирландии до Японии. Это самый большой шлейф, когда-либо обнаруженный на Энцеладе.

Используя чувствительный прибор NIRSpec (ближний инфракрасный спектрограф) на борту JWST, исследователи искали органические соединения, чтобы охарактеризовать состав и структуру диффузных шлейфов. Однако их наблюдения выявили только выбросы воды. Но этот гигантский шлейф оказался намного больше, чем ожидалось.   

Сам Энцелад имеет диаметр всего 505 км (314 миль), а это означает, что шлейф в 40 раз больше. Мы знаем о водяных шлейфах, которые подпитываются массивным подземным океаном, вскоре после того, как Кассини начал изучать Энцелад в 2005 году.

«Эти первые наблюдения с помощью JWST (всего несколько минут интеграции) демонстрируют возможности этой обсерватории для точного описания этого океанического мира, открывая новое окно в исследование текущей активности шлейфа Энцелада при подготовке к будущим миссиям», Исследовательскую группу возглавили Джеронимо Вильянуэва из Центра космических полетов имени Годдарда и Хайди Хаммель из Ассоциации университетов по исследованиям в области астрономии (AURA). «В более общем плане JWST может предоставить подробные количественные данные о геологической и криовулканической активности с преобладанием паров H₂O в других частях Солнечной системы».

Наблюдаемая скорость дегазации составляла 300 литров в секунду, что могло заполнить бассейн олимпийских размеров всего за пару часов. Исследователи добавили, что эта скорость выделения газа аналогична величине, полученной в ходе наблюдений с помощью Кассини 15 лет назад. Это говорит о том, что количество извержений Энцелада было относительно стабильным на протяжении десятилетий.

Для такой крошечной луны Энцелад невероятно интригует. Его удаленность от Солнца означает, что Луна должна быть гигантским ледяным шаром, но вместо этого она является одним из самых гидротермально активных мест в нашей Солнечной системе. Под его ледяной коркой лежит глобальный океан соленой воды, а вулканоподобные струи извергают водяной пар прямо из-под поверхности Луны. Приливное нагревание от Сатурна и других спутников, вероятно, создает внутреннюю среду, достаточно теплую для размещения жидкой воды.

Команда заявила, что уникальность JWST для изучения Энцелада была наиболее очевидна при исследовании с беспрецедентной чувствительностью узких инфракрасных излучений, исходящих от шлейфа.

Интегральный полевой блок (IFU) на борту прибора NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) позволил исследователям обнаружить многие спектральные особенности, характерные для воды, исходящей из шлейфа, а также из тора вокруг Энцелада. На этом спектре белые линии — это данные Уэбба, а наиболее подходящие модели выбросов воды наложены разными цветами — фиолетовым для шлейфа, зеленым для центральной области самой Луны и красным для окружающего тора. Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Л. Хустак (STScI), Г. Вильянуэва (Центр космических полетов имени Годдарда НАСА)

Они искали молекулярные выбросы CO2, CO, CH4, C2H6 и CH3OH в шлейфе, но ничего не обнаружили — только водяной пар. Однако исследователи также смогли непосредственно наблюдать, как шлейфы водяного пара Луны питают водой всю систему Сатурна и его колец. Водяной тор в форме пончика расположен внутри Е-кольца Сатурна. Команда сказала, что когда Энцелад быстро вращается вокруг Сатурна (с периодом всего 1,37 земных дня), выбрасываемый водяной пар распространяется вдоль и вокруг его орбиты, образуя большое водяное кольцо вокруг Сатурна.

Анализируя данные JWST, астрономы определили, что примерно 30 процентов воды остается внутри этого тора, а остальные 70 процентов утекают, чтобы снабжать водой остальную часть системы Сатурна.

Наблюдения JWST были частью программы гарантированных временных наблюдений Солнечной системы (GTO) и проводились 9 ноября 2022 года. Наблюдения были сосредоточены на заднем полушарии Энцелада.  

Наблюдения миссии «Кассини» показали, насколько интересна эта луна. Во время своего первого пролета космический корабль прошел в пределах 1167 километров (725 миль) от Луны, и магнитометр обнаружил «изгиб» магнитного поля Сатурна в пространстве над Энцеладом, почти как у него была атмосфера. Во время последующих облетов «Кассини» обнаружил то, что оказалось удивительно плотным облаком водяного пара и ледяных зерен над южным полюсом, а также трещины и разломы на поверхности, которые были названы «тигровыми полосами». Было обнаружено, что эти трещины теплее, чем остальная часть Луны, поэтому ясно, что там что-то происходит. Энцелад не был мертвым маленьким миром. Он был активен.