На спутнике Юпитера Реи обнаружена кислородная атмосфера

Космический зонд NASA "Кассини" сумел обнаружить весьма разреженную атмосферу у ледяного спутника Сатурна Реи. Эта атмосфера (а точнее говоря, экзосфера) состоит из кислорода и углекислого газа. Это первый случай, когда космическому аппарату удалось непосредственным образом изучить кислородную атмосферу иной планеты помимо Земли.

Согласно оценкам, плотность "атмосферы" Реи в 5 триллионов раз ниже, чем земной атмосферы. Однако она все-таки примерно в сотню раз превосходит по этому параметру экзосферы земной Луны и Меркурия (образовавшиеся в ходе активных геологических процессов на ранних стадиях эволюции этих небесных тел). Отмечается также, что образование кислорода и углекислого газа может быть обычным явлением для многих ледяных тел Солнечной системы и возле иных звезд. Скажем, есть другие достаточно крупные спутники у Сатурна и Урана, которые могли бы иметь и удерживать вокруг себя подобную экзосферу.

По мнению планетологов, источником кислорода служит бомбардировка заряженными частицами ледяной поверхности спутника. Частицы ускоряются в магнитном поле Сатурна, а попадая на Рею, вызывают химические реакции, которые расщепляют молекулы H2O и высвобождают кислород (публикация в журнале Science).

 С источником углекислого газа такой ясности пока нет. Происхождение двуокиси углерода может оказаться весьма древним — "сухой лед", как и в случае с кометами, мог быть захвачен еще во времена начального существования протопланетного облака на месте Солнечной системы (тогда он просто постепенно просачивается из глубин Реи). Либо все это может быть связано с процессами облучения высокоэнергетичными частицами (аналогичными "кислородным") органических молекул, заключенных в ледяной ловушке Реи.

Такой вариант также открывает интересные перспективы и порождает очередные спекуляции на тему о "кирпичиках жизни" и возможности зарождения из них этой самой жизни. Еще двуокись углерода может поступать из богатых углеродом материалов, доставленных на Рею микрометеоритами, что непрерывно бомбардируют ее поверхность. Этот углерод может вступать в реакцию с кислородом, создавая в результате искомый газ CO2.

 Астрономы, конечно, и раньше подозревали, что Рея может обладать разряженной атмосферой из кислорода и углекислого газа. Это было предположено, в частности, на основе анализа данных дистанционного изучения ледяных спутников Юпитера космическим телескопом NASA "Хаббл". Ну, а в ходе своих прежних исследований "Кассини" обнаруживал кислород, "выбитый" из ледяных частиц колец Сатурна путем "бомбардировки" их ультрафиолетовыми лучами.

Однако для непосредственного обнаружения кислорода и углекислого газа в экзосфере Реи "Кассини" пришлось еще изрядно потрудиться, сближаться с этой луной до расстояния порядка сотни километров и применять специальный набор инструментов — масс-спектрометр ионов и нейтральных частиц и плазменный спектрометр. В итоге были скомбинированы данные, полученные в ходе пролетов 26 ноября 2005 года, 30 августа 2007 года и 2 марта 2010 года.

Пиковая концентрация молекул кислорода была зарегистрирована на уровне примерно 50 миллиардов молекул на кубический метр, а углекислого газа — около 20 миллиардов молекул на кубический метр. Плазменный спектрометр ясно увидел "подписи" этих потоков положительных и отрицательных ионов с массами, которые соответствуют ионам кислорода и углекислого газа.



Рея является вторым по величине спутником в системе Сатурна, ее диаметр составляет свыше полутора тысяч километров. Самый крупный спутник Сатурна — Титан — в противоположность Рее обладает довольно плотной атмосферой, состоящей из азота и метана, однако там очень мало углекислого газа и кислорода. В этом смысле Рея оказывается даже интереснее, чем ученые могли себе представить ранее.

"Новые результаты показывают, что активные, сложные химические процессы с участием кислорода могут быть весьма обычным делом в Солнечной системе и во Вселенной в целом, — поясняет в пресс-релизе Лаборатории реактивного движения NASA ведущий автор обсуждаемой работы Бен Теолис, член научной группы "Кассини", базирующейся в Юго-Западном исследовательском институте в Сан-Антонио. — Такие химические процессы могут стать предпосылкой для зарождения жизни. Однако мы знаем, что сама Рея слишком холодна для того, чтобы там могла существовать вода в жидком виде, а это также совершенно необходимо для зарождения известных нам форм жизни".

То, что мало реально для Реи, может стать реальностью на более крупных и более "теплых" небесных телах, имеющих к тому же крупные подледные соленые океаны. Пока жизнь в таких скрытых океанах (например, на спутнике Юпитера Европе) не обнаружена. Однако ученые не теряют надежды провести соответствующие исследования, послав, например, космическую миссию с мощной буровой установкой, способной проникнуть под лед.

Согласно выводам специалистов, если образовавшийся на поверхности кислород смог попасть в воду 1-2 миллиарда лет назад, то к настоящему моменту на Европе уже могли образоваться первые способные усваивать кислород живые организмы. Но напомним, что это пока лишь смелая гипотеза, требующая детальной проверки.

Новости о "Кассини" не ограничиваются открытием кислородной атмосферы у Реи. Совсем недавно NASA продлило эту миссию до 2017 года, хотя перед этим операторам пришлось изрядно поволноваться: дело в том, что высокоэнергетичные заряженные частицы привели к "зависанию" бортового компьютера зонда и переходу его на некоторое время в безопасный, "защищенный" режим работы.

Исследования и передача научных данных при этом на какое-то время были прекращены, а чуть позже компьютер пришлось перезапускать. Но волнения остались позади, и на днях "Кассини" уже совершал очередной пролет еще одного интересного спутника Сатурна — Энцелада, извергающего в космос необычные ледяные фонтаны из районов так называемых Тигровых полос.

Напомним, что "Кассини-Гюйгенс" — это совместный проект NASA, ESA и Космического агентства Италии, стартовавший 15 октября 1997 года. Основная задач зонда — исследование планеты Сатурн, его колец и многочисленных спутников. На орбиту Сатурна комплекс из двух сцепленных между собой аппаратов вышел в июле 2004 года.

Позже зонд "Гюйгенс" отделился от "Кассини", вошел в атмосферу крупнейшего спутника планеты Титана и 14 января 2005 года совершил на него мягкую посадку. За последующие шесть лет работы одинокий "Кассини" прислал на Землю более двухсот тысяч снимков, совершил множество облетов самого Сатурна, а также его спутников, колец, открыл озера на Титане, криовулканы, новые луны и много других интересных вещей.