Он похож на безжизненный кусок льда, застывший в вечной космической мерзлоте. Гигантский кратер придает ему сходство со «Звездой Смерти». Но под двадцатикилометровой броней этого спутника Сатурна, возможно, скрывается нечто невероятное — молодой, бурлящий океан. Ученые считают, что мы стали свидетелями уникального космического явления: рождения подледного мира на наших глазах.
Тихий мир с громкой тайной
Когда космический аппарат «Кассини» впервые передал на Землю четкие снимки Мимаса, астрономы ахнули. Причиной был не размер (это одна из самых маленьких лун Сатурна), а его поразительное сходство с культовой «Звездой Смерти» из «Звёздных войн». Кратер Гершель, простирающийся на 130 километров, словно гигантский всепоглощающий глаз, доминирует над его поверхностью. Долгие годы Мимас считался космическим банальностью — застывшим, геологически мёртвым шаром льда, чья история закончилась миллиарды лет назад. На его поверхности нет ни трещин, как на Энцеладе, ни переплетения разломов, как на Европе. Лишь древние, нетронутые кратеры, словно высеченные в граните, а не во льду.
Мимас.NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
«Когда мы смотрим на Мимас, мы не видим ничего из того, что мы привыкли видеть в океаническом мире», — признавалась Алисса Роден, планетолог из Юго-Западного научно-исследовательского института. И именно эта обманчивая внешность стала главной загадкой. Как тело, столь похожее на безжизненный булыжник, может быть пристанищем для самого драгоценного ресурса во Вселенной — жидкой воды?
Дрожь «Кассини»: Первые намёки
Ответ начал проступать сквозь толщу льда и недоверие научного сообщества лишь в последнее десятилетие. Аппарат «Кассини», верный труженик системы Сатурна, продолжал кропотливо собирать данные. И они упрямо указывали на аномалии. Крошечная луна, казалось, слегка «раскачивалась» на своей орбите. Эти либрации, едва заметные колебания, можно было объяснить только одним: под твёрдой ледяной корой должна существовать жидкая прослойка, позволяющая ядру двигаться независимо от внешней оболочки.
Сначала гипотезу встретили в штыки. Слишком уж невероятной она казалась. Но данные — вещь упрямая. Постепенно, по крупицам, формировалась новая картина. Детальные наблюдения и сложное компьютерное моделирование убедительно доказали: под ледяным панцирем Мимаса толщиной от 20 до 30 километров скрывается глобальный океан. И он невероятно молод.
Гравитационный танец: Рождение океана
Откуда же взялся этот океан? Учёные сходятся во мнении, что он — не древнее наследие эпохи формирования спутника, а динамичное, недавнее образование. Ключ к разгадке лежит в орбите Мимаса.
Всё во Вселенной подчиняется гравитации. Спутник и планета находятся в постоянном гравитационном танце. Когда луна движется по вытянутой, эллиптической орбите, приливные силы планеты-хозяина то сжимают, то растягивают её. Это трение generates огромное количество внутреннего тепла. Именно этот процесс, по мнению исследователей, и растопил недра Мимаса.
«Мы считаем, что в какой-то момент что-то вытолкнуло Мимас на менее круговую, более эксцентричную орбиту, — объясняет принцип один из виртуальных моделей, используемых группой Роден. — Сатурн, своим гравитационным объятием, начал "разминать" его недра. Лёд, поддавшись колоссальному давлению и теплу, начал таять».
Этот процесс, вероятно, был стремительным. Моделирование показывает, что как только таяние началось, оно пошло по нарастающей. Но у этого гравитационного танца есть и обратная сторона. Та самая сила, что разогрела Мимас, медленно, но верно, округляет его орбиту. И когда траектория спутника вновь станет идеальной окружностью, источник тепла иссякнет. Океан, едва успев родиться, начнёт медленно и неотвратимо замерзать. Мы застали этот подледный мир в уникальный, возможно, кратковременный период его существования.
Загадка кратера Гершель: Удар на грани фазового перехода
Если океан действительно существует, почему на поверхности Мимаса нет и намёка на его присутствие? Ответ, как это часто бывает в науке, пришёл оттуда, откуда не ждали — от его самой заметной черты, кратера Гершель.
Планетолог Адин Дентон посвятила свои исследования этому колоссальному шраму. Её работа — это что-то вроде космической криминалистики. Форма и структура кратера могут рассказать всё о грунте, в который он врезался.
Дентон и её коллеги провели множество компьютерных симуляций удара, породившего Гершель. Они моделировали Мимас в разных состояниях: полностью замерзшим, с толстым океаном под тонкой коркой и, что самое важное, в промежуточных фазах.
Результаты были ошеломляющими. Если бы Мимас во время удара был полностью твёрдым, кратер выглядел бы иначе. Если бы под тонкой коркой плескался океан, удар высвободил бы гигантские струи воды, и центральный пик — характерная гора в середине Гершеля — просто не смог бы сформироваться. «Вода не может создать такую структуру», — категорично заявляет Дентон.
Единственный сценарий, который идеально воспроизводит реальный кратер, — это удар, случившийся в тот момент, когда лёд Мимаса был уже не твёрдым, но ещё и не жидким. Он находился в своеобразной «зоне переходного состояния», был теплым и пластичным.
«Мимас должен находиться точно в точке невозврата», — рассказывает Дентон. — «Он может оставаться в этой точке миллионы лет, но он должен быть близок к ней».
Это открытие не только подтверждает существование океана, но и позволяет точнее датировать его возраст. Исследование Дентон расширяет возможное окно формирования Гершеля до десяти миллионов лет. «Это всё ещё мгновение по геологическим меркам, но гораздо лучше, чем один миллион, — отмечает учёный. — Это игра на порядок величин».
Научная фантастика становится реальностью: Проект «Глубина»
Представьте, что будет дальше. 2040-й год. Автоматическая межпланетная станция «Мимас-1», оснащённая новейшим радаром-проникателем и тепловым сканером, выходит на орбиту вокруг ледяной луны. Её цель — подтвердить то, о чём учёные пока лишь догадываются.
Зонд в океане Мимаса.PicLumen
Инженер-геолог Артем Волков с замиранием сердца смотрит на монитор в центре управления полётами. Данные с радиолокатора, посылающего импульсы сквозь толщу льда, начинают выстраиваться в чёткую картину. Слой льда... двадцать километров... двадцать пять... И вот он, долгожданный сигнал — резкое изменение плотности. Чёткая, недвусмысленная граница раздела: лёд-вода. Команда ликует. Океан существует.
Но самое интересное начинается позже. Спускаемый зонд «Тритон», пробурив многокилометровую скважину и растопив последние метры льда термообогревателем, оказывается в неизведанной среде. Камеры передают первые в истории кадры подледного океана другого мира. Вода кристально чистая, подсвеченная прожекторами аппарата. Датчики фиксируют сложный химический состав — следы гидротермальной активности на дне. А потом происходит нечто необъяснимое. В объектив камеры, вынесенной за пределы зонда на манипуляторе, проплывает нечто. Не астероид и не пузырь газа. Сложная, симметричная структура, напоминающая гигантскую кристаллическую снежинку, но явно не минерального происхождения. Она медленно вращается, переливаясь в свете прожекторов. Это не жизнь в том виде, в каком мы её знаем. Это нечто иное. Возможно, первая форма не-углеродной жизни, существующая в вечном мраке, под давлением, при температуре, близкой к замерзанию.
«Мы искали жизнь в „обитаемых зонах“ звезд, а она, возможно, пряталась в ледяных гробах на окраинах систем, — размышляет позже Волков, просматривая запись. — Мы думали, что океан — это колыбель жизни. А что, если для некоторых миров он является её криогенной тюрьмой, где эволюция пошла по столь причудливому пути, что мы даже не можем его распознать сходу?»
Связное повествование о юном мире
Открытия Роден, Дентон и их коллег сложились в единую, потрясающую воображение картину. Мимас — это не безжизненный реликт. Это динамичный, молодой мир, переживающий уникальную геологическую эпоху.
«Всё это теперь позволяет сформировать связное повествование о Мимасе как о молодом океаническом мире», — с гордостью резюмирует Адин Дентон.
Его океан, возможно, лишь мимолётный гость в холодной системе Сатурна. Он родился из гравитационного танца, оставил свой след в загадочном кратере и, возможно, уже через несколько миллионов лет снова превратится в лёд. Но сейчас, в этот краткий космический миг, он есть. И его существование заставляет нас по-новому взглянуть на ледяные спутники планет-гигантов. Жизнь, если она там есть, возможно, не нуждается в тёплых, гостеприимных мирах. Ей достаточно тёмного, холодного океана под ледяным панцирем, затерянного на задворках Солнечной системы, где она развивается по своим, неведомым нам законам. Тайна «Звезды Смерти» оказалась куда глубже и удивительнее, чем можно было предположить.
