Под ледяной оболочкой Титана — крупнейшего спутника Сатурна — может скрывается вовсе не подповерхностный океан, а ледяная «каша». К такому выводу пришли исследователи NASA, заново проанализировав данные, собранные зондом Cassini ещё в 2012 году. Новая интерпретация переворачивает давние представления: вместо сплошного слоя жидкой воды — полужидкая смесь льда и камня, больше похожая на ледяную грязь, чем на океан.
Многие ледяные луны во внешней части Солнечной системы — от Европы до Энцелада — считаются обладателями обширных подповерхностных океанов. Обычно их представляют так: толстая ледяная кора сверху, жидкая вода посередине и каменистое ядро внизу. Титан, укутанный плотной метановой атмосферой, с 2008 года тоже числился в этом списке.
Эта гипотеза опиралась не только на теорию. Орбитальный аппарат Cassini позволил учёным буквально «прощупать» внутреннее устройство луны, наблюдая за тем, как она реагирует на гравитационные приливы Сатурна.
Гравитация как рентген
Во время пролётов Cassini мимо Титана инженеры NASA использовали систему слежения Deep Space Network. Измеряя доплеровский сдвиг радиосигналов, они фиксировали крошечные изменения скорости аппарата. Эти отклонения показывали, как сильно гравитация Титана «тянет» зонд — а значит, насколько сам спутник деформируется под действием приливных сил Сатурна.
Проще говоря, учёные смотрели, насколько Титан «податлив». Жёсткое тело почти не меняет форму, а жидкое — реагирует быстро и гибко. Первоначальные расчёты показали: деформация происходит почти без задержки. Это и стало главным аргументом в пользу жидкого океана подо льдом.
Однако повторный анализ тех же данных с использованием более сложных моделей дал неожиданный результат. Оказалось, что реакция Титана на приливные силы запаздывает примерно на 15 часов. Такой временной лаг плохо согласуется как с полностью жидкой, так и с полностью твёрдой внутренней структурой.
Зато он отлично вписывается в промежуточный вариант — полужидкую, «слякотную» среду. Представьте себе не воду и не лёд, а густую смесь, которая медленно течёт и деформируется, но не плещется, как океан.
Что скрывается под корой Титана на самом деле?
Согласно новой модели, так называемый «океан» Титана — это слой ледяной каши, состоящей из форм льда VI и VII. Эти модификации воды остаются твёрдыми или полутвёрдыми при колоссальном давлении, характерном для глубин спутника. В эту ледяно-каменную массу вкраплены карманы тёплой воды с температурой около +20 °C.
Интересно, что такая структура лучше объясняет и тепловой баланс луны. Титан, как выяснилось, способен эффективно отводить тепло от ядра. Вместо того чтобы растапливать лёд и формировать океан, энергия приводит к повторному замерзанию — создавая прослойку «слякоти» между каменистым ядром и ледяной корой.
Почему это важно?
Новое открытие вовсе не отметает возможность существования жизни на Титане. Тёплые водяные карманы с растворёнными в них минералами все еще могут быть домом для примитивных микробных организмов. Конечно, это лишь гипотеза, но она добавляет Титану ещё больше научной привлекательности: даже «неполноценный» океан может быть биологически интересным.
Также новая интерпретация данных Cassini показывает, насколько осторожно нужно обращаться с косвенными измерениями. Оценки жёсткости и внутреннего тепла Титана, сделанные ранее, оказались неверно истолкованы. Как отметил исследователь JPL Флавио Петрикка, ключом стало снижение «шума» в доплеровских данных — именно там проявились те самые слабые колебания, указывающие на необычную внутреннюю структуру спутника.
Иными словами, Титан всё ещё умеет «дышать» под приливами Сатурна, но делает это не как океан, а как густая ледяная масса с низкой вязкостью.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
