Ученые выдвинули новую гипотезу о строении подледного океана Титана, спутника Сатурна. Ранее исследователи предположили, что вода там аномально соленая, как в Мертвом море, и это затрудняет появление жизни. Теперь же оказалось, что океан Титана похож на земные, только находится подо льдом.
Титан — второй по величине спутник в Солнечной системе. Он изучен лучше других с точки зрения гравитационного поведения, и это дает ученым возможность делать выводы о его внутренней структуре. В частности, изучать его океан.
Где есть жидкая вода, там может быть жизнь, какой мы ее знаем. Но с океаном Титана возникла проблема: он оказался очень соленым, на уровне Мертвого моря. Этот вывод ученые сделали в 2014 году по данным, собранным зондом «Кассини».
Конечно, у аппарата не было возможности измерить уровень соли напрямую. Инструменты зонда собирали гравитационные данные о приливах. По этим данным исследователи определили числа Лава — безразмерные параметры, характеризирующие «жесткость» тела и то, как активно его форма меняется под влиянием приливных сил.
У Титана число Лава (k2 = 0,616) оказалось достаточно высоким, чтобы подтвердить наличие глобального океана. Если бы океана не было, k2 было бы около 0,03. Океан чистой воды дал бы k2 = 0,468, а если учесть сдерживающий эффект ледяной «скорлупы» — примерно 0,42.
В теории высокое значение числа Лава можно объяснить тонким слоем льда на поверхности, но, во-первых, это не согласуется с другими данными наблюдений, и, во-вторых, в условиях спутника тонкий слой давно превратился бы в толстый. Также высокое значение можно объяснить низкой жесткостью пород «твердого Титана» или высокой соленостью океана, что и сделали ученые в 2014 году.
Получалось, что океан Титана должен быть на порядок солонее океанов Земли. Это расходится как с моделями взаимодействий между водой и породами спутника, то есть внутренней химией тела, так и с данными анализа выбросов подповерхностного океана Энцелада, другого спутника Сатурна.
Авторы нового исследования, поданного на публикацию в The Planetary Science Journal, считают, что проблема прошлых оценок в предположении об однородности океана. В своей работе ученые пересчитали теоретическое число Лава, учитывая вероятную слоистость вод Титана.
Им удалось полностью объяснить высокое значение параметра k2 через резонирующую стратификацию океана Титана — по принципу «чем глубже, тем солонее». При этом общая соленость воды остается на уровне Земли и Энцелада — и она легко объясняется известными моделями взаимодействия воды и пород спутника.
Наличие жидкой воды в большом объеме — важное условие существование жизни. Не осталось сомнений, что на некоторых спутниках в Солнечной системе есть гигантские подледные океаны (по объему больше всех земных, вместе взятых), но, чтобы оценить их обитаемость, ученым нужно больше данных.
Авторы новой гипотезы о расслоении океана Титана выдвинули предположение, что похожая стратификация может существовать на Ганимеде и Европе, спутниках Юпитера. Так что во время будущих, уже планируемых, миссий к этим телам можно собрать данные для проверки гипотезы.
