Астрономи засумнівалися в існуванні глобального океану під кригою супутника Сатурна, Титана, переглянувши дані місії «Кассіні». Натомість під крижаною оболонкою супутника, ймовірно, залягають додаткові шари льоду з ізольованими кишенями талої води поблизу кам’янистого ядра. Таке уявлення суттєво змінює погляди на внутрішню будову Титана та має важливі наслідки для пошуків життя як на ньому, так і на інших крижаних тілах Сонячної системи та за її межами. Дослідження опублікували в журналі Nature.
Знімки поверхні Титана, зроблені апаратом «Кассіні». NASA
Чому припускали існування океану на Титані?
Титан є найбільшим супутником Сатурна і єдиним відомим нам світом, окрім Землі, на якому може існувати величезний океан. Від Землі Титан відрізняється тим, що на його поверхні утворює озера й випадає у вигляді дощу не вода, а рідкий метан. Ідея того, що під кригою супутника може існувати величезний океан з рідкої води виникла в астрономів після аналізу даних місії «Кассіні», що працювала біля Сатурна з 1997 по 2017 рік. Під час руху Титана еліптичною орбітою навколо планети науковці зафіксували, що супутник помітно деформується: розтягується й стискається під дією гравітації Сатурна.
Ще у 2008 році це пояснили тим, що рідка вода дозволяє корі гнучко реагувати на гравітаційні сили планети. Такий океан одразу зробив Титан одним із головних кандидатів у пошуках позаземного життя, адже там могли поєднуватися вода, органічні сполуки й джерела енергії, необхідні для його формування. Тому міжнародна команда науковців на чолі з фахівцями Лабораторії реактивного руху NASA вирішила детальніше дослідити властивості цього гіпотетичного океану.
Чому науковці почали сумніватися в існуванні океану на Титані?
У новому дослідженні науковці повторно проаналізували ті самі дані «Кассіні», але звернули увагу на параметр, який раніше майже не враховували при моделюванні — часове запізнення деформацій. Таке запізнення залежить від того, наскільки великою є густина якоїсь речовини. Наприклад, мед ложкою розмішувати набагато важче, ніж воду, бо він має більшу густину та більше часове запізнення деформації.
Як виявилося, зміна форми Титана відстає приблизно на 15 годин від піка гравітаційного впливу Сатурна. Вимірявши це запізнення, науковці оцінили, скільки енергії втрачається всередині Титана під час деформацій і виявили, що рівень затухання енергії всередині Титана значно перевищує очікувані значення для моделі з глобальним підлідним океаном.
Нові результати свідчать, що під крижаною оболонкою супутника замість глобального океану рідкої води, розташовані товсті шари льоду, які переходять у суміш льоду з водою, із тунелями та ізольованими кишенями талої води поблизу кам’янистого ядра. Науковці порівнюють таку структуру з арктичним морським льодом: вона достатньо в’язка, щоб пояснити спостережуване запізнення припливних деформацій, але водночас містить рідку воду, що дозволяє Титану змінювати форму під гравітаційним впливом Сатурна. Однак, екстремальний тиск у надрах супутника може змінювати фізичні властивості води та льоду, які мають значні відмінності від морської води на Землі, що суттєво впливає на внутрішню динаміку Титана.
Що це відкриття означає для пошуків життя на Титані?
Хоча може здатися, що відсутність глобального океану робить неможливим життя на Титані, астрономи вважають, що нові результати навіть підвищують шанси знайти життя. Моделювання показує, що в окремих кишенях прісної води температура може сягати близько 20 градусів Цельсія. На відміну від відкритого океану, поживні речовини в таких обмежених об’ємах більш концентровані, що створює сприятливі умови для розвитку простих форм життя. Якщо життя на Титані існує, воно, ймовірно, нагадуватиме екосистеми полярних регіонів Землі: без риб у сльоті, але з мікроорганізмами, пристосованими до холодних і мінливих умов.
Ці результати також важливі для оцінки придатності до життя інших крижаних супутників і екзопланет, де вода може існувати не у вигляді океанів, а в складніших формах. За словами науковців, майбутня місія Dragonfly, запуск якої запланований на 2028 рік, допоможе остаточно з’ясувати, чи існує на Титані середовище, здатне підтримувати життя.
Що астрономи вже знають про умови на Титані
🤔 Раніше астрономи вже засумнівалися в придатності Титана до життя — тоді причиною назвали те, що у глобальному океані було б недостатньо органіки для появи живого.
🧊 А проте, у кратерах на поверхні супутника знайшли брили водяного льоду та сліди органічних речовин. А на поверхні його озер виявили цілі острови з органіки.
🪐 Своє життя Титан може закінчити зіткненням із Сатурном, що нахилить планету ще на 90 градусів, або ж втратою гравітаційного зв’язку з ним, після чого супутник покине систему Сатурна.
