В шапке страницы:
Так представил проход Cassini сквозь перья от гейзеров, которые прорываются из гигантских трещин в южной полярной области Энцелада художник Karl Kofoed из Drexel Hill, Pennsylvania

Credit: Copyright 2008 Karl Kofoed здесь есть изображение (4800×3081 px)

Динамика атмосферы Энцелада

Этот рисунок показывает как была обнаружена динамика атмосферы на ледяном Энцеладе с помощью магнитометра [Magnetometer (MAG)] предназначенного для измерения величины и направления магнитного поля Сатурна и его спутников. В течение трех близких пролетов Энцелада — 17 февраля, 9 марта и 14 июля 2005 — этим инструментом был обнаружен изгиб магнитного поля вокруг Энцелада, из-за электрических токов, порождаемых взаимодействием частиц атмосферы [Энцелада] с магнитосферой Сатурна.

На рисунке показано магнитное поле наблюдаемое "Кассини", а также предсказанное нейтральное облако, истекающее из Южного полюса [Энцелада]. Магнитометр "Кассини" наблюдал изгиб магнитного поля в соответствии со своей драпировкой вокруг проводящего объекта. Это свидетельствует о том, что плазма Сатурна значительно отклоняется от расширяющейся атмосферы.

источник: NASA/JPL (перевод АК)

Влияние Энцелада на увеличение периода вращения Сатурна

Установление периода обращения Сатурна — задача не из простых. Его облачная атмосфера, постоянно сотрясаемая колоссальными ураганами и штормами, не дает ни одной устойчивой точки измерений. Поэтому для измерения был применен метод, успешно себя показавший при исследовании других крупных планет — Юпитера, Урана, Нептуна. С помощью установленных на зонде Cassini датчиков измеряется периодическое радиоизлучение планеты, которое порождается вращением его магнитного поля. В данном же случае такой способ оказался неприемлем: действительное обращение Сатурна и данные о его естественном радиоизлучении — это, как говорится, «две большие разницы».

В апреле–июне 2004 г., еще на подлете к Сатурну, с помощью спектрометра RPWS станции Cassini был определен период вращения планеты по ее собственному радиоизлучению. Получилось 10 час 45 мин 45 сек (±36 сек) – приблизительно на 6 минут, или почти на 1%, больше, чем получили «Вояджеры» в 1980–1981 гг. Разумеется, не может идти и речи о том, что вращение планеты-гиганта замедляется, да еще в такой фантастической степени. Что же тогда измерено, и почему оно меняется так сильно?

Дэвид Саусвуд

Радиосигнал Сатурна сам по себе весьма хитрый, он не очень похож на классический сигнал вращающегося маяка. С помощью спектрометра RPWS в паре с магнитометром MAG станции Cassini в природе его удалось разобраться.

«Мы связали пульсирующий радиосигнал [Сатурна] с вращающимся магнитным сигналом, — говорит Дэвид Саусвуд (David John Southwood), соавтор мартовской [2007] статьи в Science (и одновременно — директор научных программ ЕКА). — Один раз за каждый виток магнитного поля Сатурна некая асимметрия поля запускает всплеск радиоволн».

Эти всплески и являются теми временными метками, которые позволяют определить период вращения как во времена «Вояджеров», так и сейчас. Но магнитное поле планеты не обязано вращаться с той же скоростью, что и сама планета — оно может как бы «проскальзывать» и отставать от вращения Сатурна.  

Дональд Гарнетт

«Так оно в действительности и происходит, причем причиной скольжения и его регулятором является… вещество, выбрасываемое Энцеладом! Такого эффекта не предсказывал никто, – говорит руководитель научной группы RPWS Дональд Гарнетт (Donald A. Gurnett) из Университета Айовы (University of Iowa), но теперь он доказан».

Гейзеры на Энцеладе выбрасывают в пространство вблизи его орбиты лед и водяной пар. Нейтральные поначалу молекулы и атомы ионизируются — и образуется шлейф из заряженных частиц, а затем и тороидальное кольцо вокруг планеты. Они захватываются магнитным полем Сатурна, образуя массивный диск ионизированного газа, вращение которого постоянно немного замедляется. Он и влияет на периодичность радиоизлучения планеты, которое мы измеряем, указывая на более медленное вращение планеты, чем в действительности.

Но если сегодня период вращения поля на 1% выше, чем 25 лет назад, это может означать одно из двух: либо Энцелад сейчас более активен в геологическом плане и его гейзеры «работают» в усиленном режиме, либо сказываются сезонные вариации, связанные с обращением Сатурна вокруг Солнца с периодом 29,5 лет.

Источники: Популярная механика (публикация 26.03.07),
Новости космонавтики № 5 2007

С расстояния 2 млн км «Кассини» увидел, что выброшенным веществом наполняется кольцо Е. Некоторые из длинных витых структур вблизи Энцелада — это продолжения выбросов. Другие образовались из-за гравитационного влияния Энцелада на пролетающие мимо него частицы кольца.

Иллюстрация из статьи Каролин Порко "Беспокойный Энцелад".

Источник этой фотографии и текст расположены здесь: NASA/JPL/Space Science Institute

Тонкие яркие [иглы] льда, выбрасываемые струями из активного Южного полюса Энцелада, пополняют внешнее кольцо Е, расположенное в десятках тысяч километров от Сатурна.

Удивительная, никогда еще прежде не виданная структура кольца Е, стала видимой освещенная Солнцем, находящимся почти непосредственно позади системы Сатурна с точки зрения "Кассини".

Угол между Солнцем, Энцеладом и «Кассини» составляет здесь 175°. Эта очень удачная геометрия рассмотрения позволяет видеть структуры образованные из мельчайших и очень ярких частиц. [Энцелад выглядит на снимке темным пятнышком на светлом фоне кольца Е, так как Солнце расположено за ним].

Вероятно,  такая структура возникла в результате, введения в орбиту Сатурна частиц гейзерами Энцелада. Введенные в направлении орбитального движения луны, они попадают на б́ольшие, более медленные орбиты и отстают от Энцелада, а введенные в противоположном направлении заканчиваются на меньших, более быстрых орбитах и опережают Энцелад. (Орбитальное движение против часовой стрелки). Кроме того, конфигурация пучков может говорить о взаимодействие между магнитосферой Сатурна и потоком частиц, выходящих от Энцелада.

В дополнение к пучкам есть другая неожиданная деталь – темный клин в центре кольца, после луны в ее орбите, вероятно, вызван широкими движениями Энцелада  в центре кольца E.

[Мы] смотрим вниз на Энцелад (505 км) примерно от 15° выше плоскости колец. Слева от Энцелада видна луна Тетис (1071 км).

Изображение было получено в видимом свете широкоугольной камерой "Кассини" 15 сентября 2006, на расстоянии приблизительно 2,1 млн. км от Энцелада. Масштаб изображения составляет 128 км на пиксел.

(перевод АК)

тороидальное кольцо ионов вокруг Сатурна

Эта диаграмма показывает траектории самых близких целевых пролетов Энцелада КА "Кассини" относительно южного полярного пера (plume) во время Главной миссии и миссии Равноденствия [2005-2010]. [Диаграмма] представлена в искусственных цветах, основанных на изображении, полученном камерами "Кассини" в апреле 2007. Целевые пролеты на орбитах 3 и 121 не проходили достаточно близко к Энцеладу и поэтому не отображены на диаграмме.

[Орбиты 2009 и 2010 рассчетные]

Источник: NASA/JPL/SwRI/SSI (30 остября 2008) (перевод АК)

Освещенный отраженным от Сатурна светом Энцелад, кажется, колеблется выше мерцающих колец. Бьющие из него струи, выбрасывают непрерывный град крошечных ледяных зерен. Тонкие частицы образуют мантию луны столь же белую как свежий снег и пополняют тороидальное (похожее на пончик) кольцо E, в котором постоянно находится Энцелад.

Вне Энцелада (505 км в поперечнике), мелкие частицы в других кольцах Сатурна также ярко блестят в рассеянном свете при такой геометрии рассматривания. Проходящие через центр изображения горизонтали, между Энцеладом и великолепным ярким кольцом F, являются двумя слабыми кольцами — семья кольца E. Они — кольцо G (в вершине), и недавно [в 2006] обнаруженное кольцо, названное R/2006 S1 (в основании), которое неофициально известно также как кольцо Януса/Эпиметия.

Изображение было получено узкоугольной камерой КА "Кассини" 22 марта 2006, на расстоянии приблизительно 1 303 000 км от Энцелада. Угол (фаза) между Солнцем, Энцеладом и КА "Кассини" равен 160°.
Масштаб изображения составляет 8 км в пикселе.

Источник: NASA/JPL/Space Science Institute (перевод АК)

Восьмой целевой пролёт Энцелада 21 ноября 2009 года

Источник: ciclops.org

21 ноября 2009 года космический аппарат "Кассини" прошел на высоте около 1600 километров над поверхностью спутника недалеко от южного полюса и обнаружил большое количество новых гейзеров на нем. В окрестности "тигровых полос" на южном полюсе сатурнианского спутника ученым удалось зарегистрировать 30 гейзеров, из которых 20 были ранее неизвестны. Исследователи также обнаружили, что некоторые ранее замеченные гейзеры постепенно ослабевают, что указывает на временный характер большинства этих образований. Кроме этого удалось провести более точное измерение температуры в окрестности "тигровых полос" — она составила около 200 кельвинов, что примерно на 20 градусов выше предыдущих результатов. Для сравнения, средняя температура на остальной поверхности Энцелада составляет 50 кельвинов.

Южный полюс луны раположен около лимба в в левом верхнем квадранте мозаики, около большого выброса, который является вторым от левого. Освещенный ландшафт, видимый здесь, находится на ведущем полушарии Энцелада.
Эта мозаика была создана из двух изображений с высоким разрешением, которые были получены узкоугольной камерой (NAC). Ученые продолжают изучение вопроса, существуют ли бассейны жидкой воды ниже поверхности луны.

Изображения были получены на расстоянии приблизительно 14 000 км от Энцелада, угол (фаза) Солнце, Энцелад, "Кассини" равен 145°. Масштаб изображения составляет 81 метр в пикселе.

Новые снимки стали последними фотографиями южного полюса при "дневном" свете, поскольку последующие 15 лет южное полушарие Энцелада проведет в темноте.

источники: NASA/JPL/Space Science Institute, Lenta.ru

В уникальном мозаичном изображении, составленном из кадров высокого разрешения от композиционного инфракрасного спектрометра "Кассини", вдоль одного из таинственных разломов в южной полярной области Энцелада видны каверны с высокой температурой. Разлом Багдад (Baghdad Sulcus), является одной из так называемых "особенностей" тигровых полос, из которого вырываются струи водного пара и ледяных частиц. Разлом расположен по диагонали изображения.

Мозаика, полученная 21 ноября 2009, показывает 40-километровый сегмент разлома Багдад и иллюстрирует корреляцию [взаимосвязь] между геологически юными поверхностными переломами и аномально вычокими температурами, зарегистрированными в южной полярной области. Здесь представлены данные самого высокого разрешения достаточно больших температур, [на которые нагрето вещество], просачивающееся изнутри луны вдоль тигровых полос.

Изображение показывает, что открытые массы тепла, ранее обнаруженного инфракрасным спектрометром, ограничены узкой, интенсивной областью вдоль разлома не более, чем километр шириной. Тепловое изображение также показывает, что сила теплового излучения значительно варьируется по длине этой трещина сегмента. Температура вдоль разлома Багдад достигает значений более чем 180 кельвинов (−93 °C).

Мозаика сосредоточена около 80° ю.ш. и 30° з.д. Глубины V-образных долин, которые отличают Багдад, достигают приблизительно 500 метров. Склоны в 30°, возвышающиеся вдоль долин, кажется, покрыты гладко выглядящими отложениями макрочастиц с наваленными на них большими ледяными блоками, размер которых может достигать десятков метров. Гладкие материалы наиболее вероятно представляют собой осадки ледяных зерен от выбросов, которые прорываются вдоль этой теплой и активной секции Багдада. Как представляется, ледяные блоки и обломки могли появиться в результате сейсмических сотрясений от извержений, и очистки склонов во время оседания [сползания вниз] частиц тонкого льда.

Южный полюс луны находится за пределами кадра мозаики в темноте ниже того, что показано здесь. Полная длина разлома Багдад, одной из самых длинных тигровых полос, простирается примерно на 175 км через всю южную полярную область. Картина сосредоточена только на одном конце разлома, в Западном полушарии, которое всегда [обращено] лицом к Сатурну. <...>

Температурные данные показывают, как в излучении с длиной волны 10–16 мк пылает поверхность вдоль этого сегмента разлома Багдад, покрывая область приблизительно от 10 км до 5 км в ширину, с наименьшими особенностями на тепловой карте, измеренными через примерно 1 км. <...>

Самые яркие цвета в карте не соответствуют непосредственно более высоким температурам, это скорее комбинации более высоких температур и больших областей теплого поверхностного материала. Интенсивность радиации высокой температуры увеличивается как цвет оттенков от фиолетового до красного, оранжевого и желтого. Никакой высокой температуры не было обнаружено внутри самых темных фиолетовых областей. Неокрашенные области не были нанесены на карту.

Хотя тепло выделяется в основном из основного разлома Багдад, некоторые переломы, ответвления или параллельные к нему также выделяют тепло и активны в разной степени, но это предмет дальнейшего анализа. Общая сумма инфракрасной энергии и относительной суммы, выделяемых на разных длинах волн показывают, что высокие температуры вдоль разлома Багдад ограничивается регионом не более нескольких десятков метров в ширину. Большинство тепла измеренное инфракрасным спектрометром, вероятно, возникает из теплых флангов активных разломов, а не их центральных трещин. Узкая центральная трещина, вероятно, даже теплее, чем 180 кельвинов (−93 °C), и может быть, достаточно теплой для жидкой воды в разломах как источника наблюдаемых струй.

Четыре узкоугольных камеры "Кассини" создали полярную стереографическую мозаику с центром 90° ю.ш. на главном меридиане, или 0° з.д. Швы в мозаике являются неизбежными из-за изменения угла обзора от изображения к изображению. Изображения в видимом свете и данные спектрометра были получены на расстояниях, начиная примерно с 2000 до 3000 км от Энцелада.
Углы (фазы) между Солнцем, Энцеладом, "Кассини" изменялись между 135° и 90°. Разрешение этой мозаики составляет приблизительно 12 метров на пиксел на Южном полюсе. Эта точка зрения показывает сторону Энцелада обращенного, лицом к Сатурну.

источник: NASA/JPL/GSFC/SWRI/SSI (перевод АК)

«Из всех геологических провинций в системе Сатурна, которые исследует Cassini, ничто не интригует и не притягивает внимание так сильно, как самая южная часть Энцелада», — считает Каролин Порко (Carolyn Рогсо), руководитель группы по оптическим съемкам Cassini.

март 2010

доп. источник: