Ледяные камни вокруг Сатурна

Copyright NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Земля — единственная планета Солнечной системы, у которой всего один спутник. У Меркурия и Венеры их нет совсем, Марс имеет два, а газовые гиганты насобирали вокруг себя целые толпы небесных тел. Например, Сатурн может похвастаться не иначе как 62 спутниками!

На приведенном снимке, сделанном космическим аппаратом “Кассини”, показаны самые большие из них: Рея и Титан. Диаметр Титана — 5150 км, что на 50% больше, чем у Луны, а Рея немного меньше, имея 1528 км в поперечнике.

Рея и Титан очень близки по составу (смесь каменных пород и водяного льда), но по виду отличаются разительно. Это объясняется густой, насыщенной азотом атмосферой Титана (с добавками метана, водорода и углеводородов). Такой атмосферой обладают всего два небесных тела Солнечной системы, одно из которых — наша Земля.

Данное полноцветное изображение было получено 16 июня 2011 года с помощью красного, зеленого и синего фильтров на узкоугольной камере “Кассини”. Впервые оно было опубликовано в декабре 2013 года на сайте НАСА.

По материалам НАСА

Тени Сатурна

Copyright NASA/JPL/Space Science Institute

Идея, что планеты отбрасывают тени в чернильной темноте космоса, может показаться странной, но на самом деле это весьма распространенное явление. Земная тень покрывает Луну во время лунного затмения, а спутники Юритера отбрасывают маленькие тени на родительскую планету.

Лучшее место в Солнечной системе для наблюдения красивых и удивительных теней — это Сатурн. 1 июля международная миссия “Кассини” празднует десятилетие изучения Сатурна, его колец и спутников. Это научное свершение позволило получить не только неоценимые научные данные, но и великолепные изображения, подобные этому.

Проплывающий на переднем плане, крохотный и безмятежный, – ледяной спутник Сатурна Мимас. Голубой фон, который на первый взгляд можно принять за знаменитые впечатляющие кольца газового гиганта: с бледными и темными областями, разделенные длинными чернильными полосами. Но в действительности это северное полушарие самого Сатурна. Темные полосы, пересекающие кадр – это тени, отбрасываемые кольцами на планету.

Хотя мы обычно не ассоциируем синий цвет с Сатурном, когда “Кассини” прибыл к планете, самые северные области были наряжены именно в деликатную синеватую палитру, показанную на изображении. Поскольку эта часть Сатурна достаточно безоблачна, рассеяние на молекулах заставляет солнечный свет проходить более длинный путь в атмосфере. Свет в основном рассеивается на коротких – более синих – частотах. Из-за этого же явления небо на Земле выглядит для нас голубым.

Сезонные изменения, произошедшие в течение нескольких лет с тех пор, как была сделана эта фотография, превратило синеву в более привычный для Сатурна золотистый оттенок. Противоположный процесс протекает на юге, которые постепенно синеет.

Снимок скомбинирован из инфракрасных, оптических и ультрафиолетовых изображений, сделанных узкоугольной камерой “Кассини” 18 января 2005 года. Цветовая палитра очень близко соответствуют тому, как бы эта сцена выглядела для невооруженного глаза.

Миссия “Кассини-Гюйгенса” является совместным проектом НАСА, ЕКА и Итальянского космического агенства.

Изображение впервые было опубликовано на сайте НАСА в 2005 году.

Источник: ЕКА

Новый рекорд "Аллеи бурь" на Сатурне

Самая долгая из непрерывно наблюдаемых гроз в Солнечной системе начала взбалтывать атмосферу Сатурна со средины января и сотрясает ее и по сей день. Об этом говориться в докладе, подготовленном группой исследователей проекта "Кассини" для Европейского конгресса по планетологии, который проходил в Потсдаме, Германия.

Группа ученых под руководством Георга Фишера (Georg Fischer) из Австрийской академии наук использовала спектрометр плазмы и радиоволн, установленный на космическом аппарате "Кассини", для изучения мощных радиоволн,  порождаемых грозовыми бурями Сатурна. Радиоизлучение этих гроз помогает астрономам исследовать ионосферу Сатурна – заряженный слой атмосферы, который окружает планету выше ее облаков.

Самая последняя гроза возникла в районе примерно 35 градусов южной широты, в так называемой "Аллее бурь". Предыдущий рекорд по длительности для наблюдаемых грозовых бурь также принадлежит буре на Сатурне: тогда гроза гремела на протяжении семи с половиной месяцев, с конца ноября 2007 года до середины июля 2008 года (на фото).

Больше информации о миссии "Кассини" вы можете получить по адресу http://saturn.jpl.nasa.gov/

Фото: НАСА/ЛРД/Институт космических исследований

Источник: НАСА

"Хаббл" видит редкое явление в системе Сатурна

Прохождение четырех спутников по диску Сатурна
Image Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

24 февраля 2009 года космический телескоп "Хаббл" сделал серию снимков 4 спутников Сатурна, которые проходят перед родительской планетой. На данном снимке гигантский оранжевый Титан отбрасывает большую тень на северную полярную шапку Сатурна. Ниже и левее Титана, возле плоскости колец, виден Мимас, который отбрасывает намного меньшую тень на экваториальные облака Сатурна. Еще левее, вне диска Сатурна, находятся яркая Диона и тусклый Энцелад.

Прохождение спутников по диску планеты происходит, когда кольца наклонены почни "ребром" к Земле. Кольца будут в таком положении 10 августа 2009 и 4 сентября 2009. К сожалению, в это время Сатурн будет слишком близко к солнцу, чтобы его можно было наблюдать с Земли. Пересечение плоскости колец происходит каждые 14-15 лет. В 1995-96 годах "Хаббл" стал свидетелем этого события, и не только запечатлел прохождение спутников по диску планеты, но и обнаружил несколько новых спутников Сатурна.

Начало 2009 года было благоприятным для наблюдений прохождения лун и теней по поверхности Сатурна с помощью небольших телескопов. Титан, наибольший спутник Сатурна, пересек Сатурн 4 раза: 24 января, 9 февраля, 24 февраля и 12 марта, хотя и не все события были видны со всех точек Земли.

Теперешняя серия снимков была получена Широкоугольной планетарной камерой 2 телескопа "Хаббл" 24 февраля 2009 года, кода Сатурн находился на расстоянии примерно 1.25 млрд км от Земли. "Хаббл" может видеть на Сатурне детали размером порядка 300 км в поперечнике. Темные полосы, пересекающие поверхность планеты чуть выше колец, являются тенью, которую отбрасывают кольца на планету.

Космический телескоп "Хаббл" является проектом международного сотрудничества НАСА и Европейского космического агентства (ESA).

Источник: NASA - Quadruple Saturn Moon Transit Snapped by Hubble

Энцелад проявляет необычную активность

Удивительная мозаика на поверхности Энцелада с расстояния 25 км Image credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Чем пристальнее ученые смотрят на спутник Сатурна Энцелад, тем больше они находит доказательств его активности. Последние приближения КА "Кассини" к Энцеладу позволили увидеть новые следы происходящих изменений на спутнике и вокруг него. Высококачественные снимки Энцелада доказали, что поверхность южного полюса спутника изменяется со временем.

В южной полярной области Энцелада струи водного пара и ледяных частиц фонтанируют из отверстий внутри характерных для этого спутника трещин - "тигровых полосок". Когда астрономы просмотрели крупномасштабные изображения этого региона, они получили неожиданные доказательства тектонической активности, похожей на земную. Это позволяет предположить, что происходит внутри трещин. Последние данные о  факеле выбросов – огромном облаке пара и частиц, которое подпитывается струями и простирается далеко в пространство – показывают, что оно меняется со временем и сильно влияет на магнитосферу Сатурна.

"Из всех геологических формаций в системе Сатурна, исследованных "Кассини", ни одна не была столь захватывающей и не имела большего влияния, чем южная область Энцелада", – говорит Кэролин Порко (Carolyn Porco), руководитель группы обработки изображений "Кассини" в Институте космических наук в Боулдере, штат Колорадо.

Покрытая трещинами область возле южного полюса. Image credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Группа ученых проекта "Кассини", включая Порко, представила эти открытия на брифинге осеннего заседания Американского геофизического союза в Сан-Франциско.

"На Энцеладе происходит похожее на земное расширение ледяной коры, но с экзотической отличием – оно движется почти в одном направлении, словно конвейерная лента", – говорит Поль Хелфенштайн (Paul Helfenstein), член группы обработки изображений "Кассини" в Университете Корнуолла в Итаке, штат Нью-Йорк. - "Такое ассиметричное расширение не характерно для Земли, и мы не можем до конца его понять".

Он также добавляет: "Мы не уверены, какие геологические механизмы контролируют расширение, но мы видим образцы расхождения и образования гор, похожие на земные, и это свидетельствует о том, что тут замешаны подповерхностное нагревание и конвекция".

"Тигровые полосы" являются аналогом средне-океанских рифов на дне земных океанов, где вулканические материалы поднимаются из магмы и создают новую кору. Используя цифровую карту южного полюса Энцелада, Хелфенштайн воссоздал возможную историю "тигровых полос", действуя назад во времени, и постепенно  отбрасывая все более старые части карты. Каждый раз он обнаруживал, что оставшиеся секции подходят друг другу, как части головоломки.

Изображения, полученные в последних подлетах к Энцеладу, подтвердили идею, которая возникла у команды обработки изображений "Кассини", а именно, что конденсация вещества струй, извергаемых с поверхности, может создавать ледяные пробки, которые закрывают старые отверстия и провоцируют появление новых. Открытие и закупорка дыр также согласуется с измерениями, которые указывают, что факел выбросов изменяется из месяца в месяц и из года в год.

"Мы не видим никаких характерных отметин на поверхности в непосредственной близости к каждому источнику, и это наталкивает на мысль, что дыры могут открываться и закрываться, и таким образом мигрировать вверх-вниз по трещинам", – говорит Порко. - "Со временем частицы из струй, которые выпадают дождем на поверхность, могут сформировать сплошной слой снега вдоль трещины".

Выброс Энцеладом льда и пара критически влияет на всю систему Сатурна, поскольку он снабжает кольца свежим веществом и выбрасывает ионизированный газ из водяного пара  в магнитосферу Сатурна.

"Ионы, попадающие в магнитосферу, разгоняются от орбитальной скорости Энцелада до вращательной скорости Сатурна", – говорит член команды магнетометра "Кассини" Кристофер Рассел (Christoher Russell) из Калифорнийского университета, Лос-Анжелес. - "Чем больше вещества дает факел, тем труднее Сатурну это разогнать его, и тем больше времени это занимает".

Ученые заинтригованы наличием водяного пара, органических соединений и излишек тепла, исходящего из южных земель Энцелада, поскольку это увеличивает вероятность существования жидкой воды и органической жизни в ней под южным полюсом спутника.

Пролеты "Кассини" над Энцеладом 11 августа и 31 октября прошлого года имели целью изучить покрытую трещинами южную область. 9 октября "Кассини" пролетел сквозь облако из водяного пара и льда, выстреливаемого поверхностными дырами. Следующий подлет к Энцеладу произойдет в ноябре 2009 года.

Миссия "Касини-Гюйгенс" является совместным проектом НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства. Больше информации о миссии можно получить по адресам:

http://www.nasa.gov/cassini и http://saturn.jpl.nasa.gov.

Каролина Мартинез
Carolina Martinez
818-354-9382
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
carolina.martinez@jpl.nasa.gov

Источник:
NASA - Saturn's Dynamic Moon Enceladus Shows More Signs of Activity

Вулканы Титана устроили "Кассини" прохладный прием

Инфракрасная карта с местами вулканической активности Image credit: NASA/JPL/Universtiy of Arizona

На этой инфракрасной карте отмечены две области Титана, спутника Сатурна, которые изменили свою яркость. Некоторые астрономы предполагают, что это могут быть участки с криовулканической активностью.

Данные, собранные космическим аппаратом "Кассини" во время нескольких последних приближений к Титану, добавили еще одну стрелу в колчан ученых, полагающих, что спутники Сатурна содержат активные криовулканы, которые выплевывают сверхохлажденную жидкость в его атмосферу. Доклад об этом был обнародован во время заседания Американского геофизического союза в Сан-Франциско, Калифорния.

"Криовулканы – одно из самых удивительных явлений в Солнечной системе", – говорит Розали Лопес (Rosaly Lopes), исследователь из группы радиолокатора "Кассини" в Лаборатории реактивного движения НАСА в г. Пасадена, Калифорния. - "Если бы Везувий был криовулканом, его лава заморозила бы жителей Помпеи".

Предполагается, что  вместо магмы криовулканы Титана извергали бы такие вещества как вода, аммиак и метан. Ученые подозревали, что Титан может быть населен криовулканами, и в нескольких предыдущих пролетах возле спутника "Кассини" собрал данные, которые, возможно, подтверждают их существование. На изображениях спутника видны дымки, парящие над похожими на потоки формациями. Ученые распознали в них признаки криовулканизма.

"Данные "Кассини" повышают вероятность того, что поверхность Титана активна", – говорит Джонатан Лунин (Jonathan Lunine), междисциплинарный ученый из Лаборатории Луны и планет, Университет Аризоны, Туксон. - "Основанием для подобных выводов служит то, что в областях, где радиолокационные изображения подтвердили вулканическую деятельность, между прилетами "Кассини" произошли изменения".

Считать, что и сейчас поверхность Титана активна, ученых заставили изменения яркости и альбедо, обнаруженные в двух отдаленных регионах Титана. Альбедо – это отношение количества падающего на поверхность света к количеству отраженного. Эти изменения были зафиксированы спектрометром видимого и инфракрасного картографирования во время приближений к Титану, происходящих с июля 2004 года до марта 2006 года. В одной из двух областей альбедо поверхности резко подскочило вверх и осталось более высоким, чем ожидалось. В другой области альбедо увеличилось, но потом опустилось до прежней величины. Также есть свидетельства, что на одной из изменяющихся территорий присутствует аммиачный иней, причем его наличие было зафиксировано тогда, когда область была активна.

"Принято было считать, что аммиак находится только под поверхностью Титана", – говорит Роберт М. Нельсон (Robert M. Nelson) из ЛРД, ученый из группы спектрометра для визуального и инфракрасного картографирования "Кассини". - "Однако то, что он появляется во время изменения яркости, доказывает, что он транспортируется из внутренней части Титана к поверхности".

Астрономы также указывают на то, что подобный вулканизм может высвобождать метан из внутренних частей Титана, и это объясняет непрерывное появление свежего метана. Без такого восполнения, говорят ученые, изначальный атмосферный метан Титана уже давно бы полностью исчерпался.

Другие ученые, ознакомившись со спектрометрическими данными, возражают, что распознание аммиака нельзя считать достоверным, и что предполагаемые изменения яркости могут и не быть связаны с изменениями на поверхности Титана. Вместо этого они могут происходить от временного появления поземных "туманов" из капелек этана очень близко к поверхности Титана, т.е. управляться скорее атмосферными, чем геофизическими процессами. Нельсон также учел вариант поземного тумана: "Остается возможность, что причиной эффекта является местный туман. Но в этом случае следовало бы ожидать, что со временем он будет изменять размер вследствие активности ветров, а мы этого не наблюдали".

Холодные вулканы Титана – не доказанный факт. Альтернативные гипотезы активного Титана предполагают, что спутник Сатурна эволюционирует так же, как один из спутников Юпитера.

"Подобно Каллисто, Титан, возможно, сформировался как относительно холодное тело и никогда не подвергался приливному нагреву, достаточному для возникновения вулканизма", – говорит Джеффри Мур (Jeffrey Moore), планетарный геолог Научно-исследовательского центра Эймса, Моффет-Филд, штат Калифорния. - "Потоковидные структуры, видимые на поверхности, могут быть ледяными осколками, смазанными метановым дождем и переместившимися вниз по склонам, где они скопились  в груды - подобно грязевым потокам на Земле.

Возможно, в этом вопросе ученых ожидают новые открытия. Астрономы все еще анализируют данные последнего пролета "Кассини" над Титаном 5 декабря. Следующий пролет запланирован через 11 дней, когда КА пройдет на расстоянии 979 км от его закрытой тучами поверхности.

Больше информации о миссии "Кассини-Гюйгенс" можно получить на страницах:
http://saturn.jpl.nasa.gov
http://www.nasa.gov/cassini

Миссия "Кассини-Гюйгенса" является совместным проектом НАСА, Европейского космического агентства (ESA) и Итальянского космического агентства (ISA). Лаборатория реактивного движения, отдел Калифорнийского технологического института в Пасадене, руководит миссией по поручению Директората научных миссий НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия. Космический зонд "Кассини" был спроэктирован и собран в ЛРД. Радиолокатор был построен ЛРД и ISA, в сотрудничестве с учеными из США и некоторых европейских стран. Команда спектрометна визуального и инфракрасного картографирования размещена в Университете Аризоны.

Каролина Мартинез
Carolina Martinez
818-354-9382
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
carolina.martinez@jpl.nasa.gov

Рэйчел Прюсей
Rachel Prucey 650-604-0643
NASA Ames Research Center, Moffett Field, Calif.
rachel.l.prucey@nasa.gov

Источник:
NASA

"Кассини" помогает в картографировании спутников Сатурна

Подобно древним картографам в прежние времена, ученые из группы обработки изображений "Кассини" создают подробные карты безвоздушных лун Сатурна, которые однажды проведут будущих исследователей по поверхности этих далеких объектов.

Группа обработки изображений "Кассини" сегодня выпускает третий номер из запланированной серии атласов ледяных спутников Сатурна. Он изображает покрытую трещинами Диону (диаметр 1125 км). Та же группа ученых уже выпустила атласы геологически активного Энцелада и тусклого внешнего спутника Феба. Атласы других спутников будут выпускаться по мере продвижения миссии "Кассини". Япет и Тефия – следующие в очереди. Все атласы одновременно публикуются для общего доступа и для научного сообщества через Систему планетарных данных НАСА (PDS).

"Мы использовали 449 существующих высококачественных изображений Дионы, полученных "Кассини", чтобы создать одну тщательно выверенную полную карту поверхности", – объясняют доктор Томас Роач (Thomas Roatsch), планетолог из Института планетарных исследований при Аэрокосмическом центре Германии (DLR) в Берлине, и член группы обработки изображений "Кассини" доктор Герхард Нойкум (Gerhard Neukum) из Свободного университета (Берлин). "Потом мы разделили карту на 15 частей, каждая из которых стала секцией атласа", – говорят они. Эти секции сделаны в масштабе 1:1 000 000. То есть один сантиметр карты соответствует одному миллиону сантиметров, или 10 километрам, поверхности Дионы.

Полная карта поверхности, созданная Роачем и картографами Аэрокосмического центра, была выпущена вместе с 15 меньшими картами. Она добавится к растущей коллекции похожих изображений ледяных обитателей системы Сатурна.

Для планетологов важно иметь точные карты миров, которые они изучают, и атласы "Кассини" являются большим шагом к описанию больших ледяных спутников Сатурна. Они будут служить основой для геологических трактовок, оценок возраста поверхностных областей, а также для расшифровки процессов, которые сформировали ландшафты спутников. Но важнее всего, что с их точным обозначением долготы и широты, эти карты позволяют ученым легко находить интересные объекты на поверхности спутников и ссылаться на них.

"Эти карты очень сильно помогут нам в научном планировании миссии", – добавляет Нойкум, – "и они в целом станут надежной эталоном для дальнейших применений научным содружеством".

До сих пор северные полярные регионы Дионы и других спутников Сатурна (как и самой планеты) остаются скрытыми сезонной темнотой. Сатурн вращается вокруг солнца примерно за 30 лет, и его времена года длятся более чем по семь лет.

"К счастью, мы смогли объединить данные "Кассини" с менее качественными изображениями, полученными КА "Вояджер" в 1981 году", – говорит Роач. По мере продвижения миссии "Кассини" северные широты будут выходить на солнечный свет, и карты "Кассини" будут улучшаться.

Называть особенности ландшафта этих спутников – еще одна необходимая и приятная задача, говорит Роач. На всех спутниках четырех планет–гигантов кратеры, равнины, горные цепи и впадины названы в честь людей и мест из древних мифологий различных культур.

Детали поверхности Дионы названы именами героев "Энеиды" Вергилия. Группа обработки изображений "Кассини" предложила 45 новых имен для геологических объектов на Дионе, и они недавно были одобрены Международным астрономическим союзом, который решает вопросы официального наименования и классификации небесных тел.

"Исследование космическим аппаратом "Кассини" этих тел оставит блистательное и важное наследство следующим поколениям", – говорит Кэролин Порко (Carolyn Porco), начальник группы обработки изображений "Кассини" и директор Центральной лаборатории обработки изображений "Кассини" (CICLOPS) в Институте космических исследований в Боулдере, штат Колорадо. – "Как роботы, так и люди, путешествующие к Сатурну в будущем, несомненно, будут полагаться на это растущее собрание карт и их производных, чтобы проложить путь между лунами Сатурна".

Карты и атласы доступны по адресам:
http://ciclops.org
http://www.nasa.gov/cassini
http://saturn.jpl.nasa.gov

Источник:
NASA

Волна в атмосфере Сатурна

Два десятилетия тщательного изучения Сатурна наконец принесли свои плоды, поскольку позволили ученым обнаружить волновой спектр, или осцилляцию, в атмосфере Сатурна, видимую с Земли только раз в 15 лет.

Открытие волнового спектра - результат 22-летней кампании наблюдений Сатурна с Земли (это наиболее длительное изучение температуры вне Земли, когда-либо проводимое) и наблюдений "Кассини" за изменениями температуры в гигантской атмосфере Сатурна.

Результаты инфракрасных измерений "Кассини", которые появились в том же номере журнала "Природа", что и данные 22-летних наблюдений с поверхности Земли, указывают на схожесть волновой картины Сатурна со структурами, которые возникают в верхних слоях атмосферы Земли. Земные осциляции занимают примерно два года. Похожие структуры на Юпитере длятся больше 4 земных лет. Новые данные об атмосфере Сатурна добавляют общую связь между тремя планетами.

Исследователи НАСА изучали изменения в атмосфере Сатурна так же, как ученые наблюдают за климатическими изменениями в атмосфере Земли в течение долгого периода времени. Гленн Ортон (Glenn Orton) из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния, говорит, что терпение - это ключ к наблюдению изменений в течение сатурнианского года, примерно равному 30 земным годам.

"Это открытие могло быть сделано только путем длительного наблюдения за Сатурном", - говорит Ортон, руководитель наземных наблюдений. - "Это как складывать вместе 22-летний запас кусочков головоломки, собранных благодаря чрезвычайно плодотворному сотрудничеству студентов и ученых со всего мира, работающих на различных телескопах".

Волновая картина также называется атмосферной осциляцией. Она двигается туда и обратно внутри верхних слоев атмосферы Сатурна. Здесь области одинаковых температур располагаются друг над другом "слоями" - теплый-холодный. Такая смена температуры заставляет ветер все время менять направление с востока на запад, прыгая вперед-назад. В результате вся область колеблется как волна.

"Моментальный снимок" распределения температур в сатурнианской атмосфере был сделан сложным инфракрасным спектрометром "Кассини" (Composite Infrared Spectrometer). Вместе с наземными данными, этот "снимок" также выявил другие интересные явления. Например, каждые сатурнианские полгода температура на экваторе планеты изменяется с высокой на низкую, а температуры в южном и северном полушариях "меняются местами".

Майкл Флэзар (Mike Flasar), соавтор публикации и научный руководитель сложного инфракрасного спектрометра "Кассини" в Центре космических полетов Годдарда, Гринбелт, штат Мэриленд, говорит, что эти осциляции были обнаружены благодаря комбинации работы "Кассини" с кампанией наземных наблюдений.

"Эти были совместные усилия, использующие наземные данные, собранные за длительный период, а потом добавляющие к ним сведения об осциляциях, полученные "Кассини", - говорит Флэзар. - "Без "Кассини" мы могли бы никогда не увидеть структуру осциляций в деталях".

Ученые "Кассини" надеются выяснить, почему волновой спектр зависит от смен времен года, и почему изменения температуры происходят, когда Солнце находится прямо над экватором Сатурна.

Больше информации о миссии "Кассини-Гюйгенс":
http://saturn.jpl.nasa.gov
http://www.nasa.gov/cassini

Миссия "Кассини-Гюйгенс" является совместным проектом НАСА, Европейского космического агенства (ESA) и Итальянского космического агенства (ASI). Лаборатория реактивного движения, отдел Калифорнийского технологического института в Пасадене, управляет миссией "Кассини" по поручению Дирекции научных программ НАСА, Вашингтон D.C. Зонд "Кассини" был спроектирован, разработан и собран в ЛРД. Команда сложного инфракрасного спектрометра находится в Центре космических полетов Годдара, Гринбелт, штат Мэриленд.

Дия Чако (Diya Chacko)

Источник:
NASA

Органические дюны Титана

У Титана и Земли есть много общего, но не в том, что касается песка.

На Земле песчинки появляются в результате разрушения, но на Титане, возможно, все наоборот - большинство песка является результатом накопления.

Такая теория возникла у ученых проекта "Кассини" после изучения массивных песчаных дюн Титана с помощью спектрометра видимого и инфракрасного диапазона. Новые наблюдения увеличивают возможность того, что большинство песка появляется из углеводородных взвесей, падающих с неба, которые, оказавшись на поверхности, слепляются вместе и дорастают до размеров частиц песка.

Дюны Титана из темного органического материала, обнаруженные в 2005 году при помощи РЛС с формированием изображения, установленной на "Кассини", выглядят как громадные наносы кофейной гущи. С тех пор ученые "Кассини" пытаются выяснить, чем дюны Титана напоминают земные, марсианские и венерианские, чем отличаются от них, и почему. Благодаря этому исследователи начинают лучше понимать фундаментальные физические процессы, которые формируют поверхности планет.

В майском номере журнала "Икар" (Icarus) за 2008 год ученые проекта "Кассини" сообщили, что дюны содержат меньше водного льда, чем остальной Титан. Темно-коричневые пески выглядят так, будто они состоят из тех же сложных органических веществ, которые преобладают в туманной атмосфере Титана. Если и внутренний состав дюн такой же, то органического песка оказывается слишком много, чтобы его образование можно было объяснить только процессом эрозии.

Новые данные, возможно, помогут объяснить, как частицы углеводорода размером с частицы сигаретного дыма, попав на поверхность, вырастают в песчинки путем так называемого "спекания" - легкого плавления, которое сваривает частицы вместе. Возможно, именно процес спекания производит песчинки нужных размеров (0,18-0,25 мм), идеальные для переноса ветром и образования дюн.

Исследователь Джейсон У. Барнс (Jason W. Barnes) из Исследовательского центра Эймса, Моффет Филд, штат Калифорния, отвечает на некоторые вопросы о недавних исследованиях титановых дюн:

В. Благодаря каким эрозийным процессам может появляться песок Титана - включают ли они эрозию русел текущих рек, похожую на пескообразующие процессы, известные нам на Земле?

О. Поскольку Титан имеет русла, по которым течет жидкий метан, изначальная идея была, что речная эрозия сквозь титановую ледяную кору разбивает коренные породы на частички размером с пыль, из которых потом формируются дюны. Однако наши данные показывают, что песок не состоит изо льда, как предполагалось. Вместо этого песок кажется состоящим из органических частиц. Поэтому, хотя речная эрозия может играть определенную роль в образовании песка Титана, этот процесс явно более сложный, чем мы предвидели, и речная эрозия в нем - не главное.

В. То есть одна из теорий - что дюны образуются частицами аэрозоля, который падает на поверхность и накапливается в течение долгого времени?

О. По существу, да. Хитрость в том, что частицы в атосфере в десятки миллионов раз меньше, чем частицы песка. Поэтому в этой "восходящей" гипотезе аэрозольные частицы слепляются в большие песчинки через процесс, называемый спеканием. [При этом частицы достаточно разогреты, чтобы слепляться в песчинки]. Спекание протекает очень медленно, но похоже, что Титан просуществовал достаточно долго, чтобы данный процесс имел место.

В. Вы называете вещество на Титане песком, но опишите, в чем состоит сходство и различие между ним и тем песком, который мы видим на Земле в дюнах и на пляжах.

О. Для геолога песок - это набор частиц с характерными размерами 0,0625-2 мм. Поэтому, хотя большинство песка здесь, на Земле, состоит из силикатов, есть также песчаные дюны из сульфата кальция в Белых Песках, Нью-Мехико. А когда речь заходит о пляжах, мы видим еще большее разнообразие. В дополнение к обычным силикатным пляжам есть и другие: на Гаваях, например, есть черные песчаные пляжи (состоящие из темного вулканического базальта), пляжи розового песка (из кораллов) и даже пляжи зеленого песка (состоящие из оливенита - минерала, существующего в земной мантии).

Наши измерения показывают, что песок Титана вероятно состоит из органических молекул, и поэтому похож на 100-метровые горы кофейной гущи.

В. Среднее расстояние между дюнами составляет 2,1 км. Это похоже на то, что наблюдается на Земле?

О. Учитывая отличия в гравитации, химическом окружении, температуре и атмосфере Титана, интервалы между дюнами на удивление похожи на те, которые мы видим в пустыне Намиб в юго-западной Африке здесь, на Земле. Геологический механизм, который регулирует расстояние между дюнами, до конца не ясен, поэтому мы не уверены, являются ли похожие расстояния совпадением или мы наблюдаем проявление более глубоких механизмов, лежащих в основе формирования дюн.

В. Опишите, пожалуйста, флюгерные эффекты на дюнах.

О. Дюны Титана относятся так называемому продольному типу дюн. Гребни этих дюн ориентированы параллельно среднему направлению верта. То же самое мы видим в огромных песчаных морях на Земле: Сахаре, Намибии и Австралии. Однако почти все дюны в западном полушарии другие - они имеют гребни, перпендикулярные к направлению ветра.

Мы считаем, что знаем, какой ветряной режим формирует продольные дюны, и это позволяет нам делать выводы о направлении ветра на поверхности Титана по ориентации гребней дюн. Это действительно очень важно - до сих пор единственные поверхностные ветра, которые были измерены - это ветра на месте посадки "Гюйгенса". Современные модели глобальной циркуляции (которые, по всеобщему признанию, обладают довольно низкой точностью), предсказывают направление ветра, противоположное тому, что показывает ориентация дюн. Поэтому нанесение на карту ориентации дюн позволяет не просто узнать, как ведут себя ветры на поверхности, но и сделать это из космоса, а не посылая тысячи посадочных модулей.

В. Вы также сообщаете, что картографический спектрометр видимого и инфракрасного спектра увидел "междюновые" промежутки. Какое значение имеет возможность взглянуть на грунт, проглядывающий сквозь подошвы дюн?

О. Подложка между дюнами позволяет нам знать, на какой местности располагается дюна. Поверхность Титана достаточно неоднородна, а дюны находятся только на некоторых участках поверхности возле экватора. Мы еще не знаем, почему. Но соотнося то, на какой местности дюны формируются, а на какой - нет, мы надеемся обнаружить глобальные механизмы формирования и эволюции дюн.

В. Какие будущие измерения "Кассини" позволят получить больше информации о составе подложки?

О. Сейчас, когда мы знаем, на что смотреть, корреляция прошлых и будущих наблюдений от картографического спектрометра и системы получения изображений "Кассини", возможно, поможет точно сказать, какие местности предпочитают дюны, почему, и что эти предпочтения означают для глобальной геологии Титана.

Каролина Мартинез
Carolina Martinez

Источник:
NASA

"Кассини" наблюдает за бушующей грозой на Сатурне

Вот уже пять месяцев "Кассини" наблюдает за тем, как на Сатурне бушует неистовая грозовая буря с молниями, в 10 000 раз более сильными, чем на Земле.

Ученые миссии "Кассини-Гюйгенс" следят за этой яркой (настолько, что она видна сквозь атмосферу) грозой - это самая длительная гроза из когда-либо наблюдаемых аппаратом "Кассини".

Грозы на Сатурне похожи на земные, но намного больших масштабов. Их диаметры достигают нескольких тысяч километров, а радиосигналы от их молний в тысячи раз интенсивнее, чем от земных гроз.

Цветные фотографии бури доступны по адресам http://saturn.jpl.nasa.gov, http://www.nasa.gov/cassini и http://ciclops.org.

Вспышки молний внутри бури производят радиоволны, назывемые сатурнианскими электростатическими разрядами. Спектрометр радио- и плазменных волн, установленный на "Кассини", впервые зафиксировал их 27 ноября 2007 года. Камеры "Кассини" отслеживают положение и вид шторма, впервые обнаружив его примерно на неделю позже, 6 декабря.

"Интенсивность радиовспышек менялась за последние 5 месяцев, то увеличиваясь, то уменьшаясь", - говорит Георг Фишер, член группы по изучению радио- и плазменных волн в Университете Айова. - "Мы видели похожие грозы в 2004 и 2006 годах, но они длились примерно по месяцу, а эта буря - несомненный долгожитель. И она появилась примерно через два года после того, как мы в последний раз наблюдали грозовую активность на Сатурне".

Новая буря расположена в южной полусфере Сатурна - в районе, прозванном учеными миссии "Грозовой аллеей". Здесь же "Кассини" наблюдал и предыдущие бури с грозами. "Чтобы увидеть грозу, камеры должны смотреть в нужное место в нужное время, и каждый раз, когда мы видим грозу, мы регистрируем радиовспышки", - говорит Ульяна Дюдина, член команды "Кассини" в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, штат Калифорния.

Прибор для изучения радио- и плазменных волн регистрирует бурю всякий раз, когда она появляется в его поле зрения, что происходит каждые 10 часов 40 минут - это приблизительная продолжительность сатурнианского дня. Раз в несколько секунд буря испускает радиоимпульс, длящийся примерно одну десятую секунды, что типично для ударов молний и других электрических разрядов. Радиоволны регистрируются, даже когда буря уходит за горизонт, видимый с "Кассини", потому что радиоволны изгибаются в атмосфере планеты.

Астрономы-любители наблюдали за бурей в течение всей ее пятимесячной жизни. "Поскольку "Кассини" не может следить за бурей каждый день, данные любительских наблюдений очень ценны", - говорит Фишер. - "Я постоянно поддерживаю контакт с астономами со всего мира".

Эта долгоживущая буря скорее всего позволит получить информацию о процессах, вызывающих интенсивную грозовую активность Сатурна. Ученые проекта "Кассини" будут также наблюдать за сменой времен года на "Грозовой аллее", когда в южной полусфере наступит осень.

Миссия "Кассини-Гюйгенс" - это совмесный проект НАСА, Европейского космического агенства и Космического агенства Италии. Лаборатория реактивногоо движения, подраздел Калифорнийского технологического института, руководит миссией "Кассини" по поручению Дирекции научных космических программ НАСА. Зонд "Кассини" и две его камеры были спроектированы, разработаны и собраны в ЛРД. Команда по обработке изображений, получаемых с "Кассини", находится в Институте космических исследований в г. Боулдер, штат Колорадо. Группа по изучению радио- и плазменных волн находится в Университете Айова, г. Айова.

Источник:
NASA