Российские исследователи из Пермского национального исследовательского политехнического университета совместно со специалистами Института механики сплошных сред Уральского отделения РАН создали новую математическую модель. Она помогла найти ответ на давний вопрос о том, почему гигантские выбросы воды происходят только на одном из ледяных спутников Сатурна. Авторы научной работы выяснили, что причина кроется в особенностях движения воды в его скрытых океанах, сообщает ТАСС.
Известно, что спутники Сатурна Энцелад и Титан, а также спутник Юпитера Европа прячут под мощным слоем льда настоящие океаны. Вода в них нагревается за счет гравитации самих планет. Несмотря на похожее строение, эти небесные тела ведут себя совершенно по-разному. Из 3 объектов только Энцелад регулярно выбрасывает мощные струи воды через огромные гейзеры, расположенные на его южном полюсе. Ранее благодаря космическим аппаратам ученые установили, что поверхность этого спутника нагревается неравномерно, и больше всего тепла скапливается именно на юге. Долгое время точные причины такого явления оставались загадкой, но новая разработка российских ученых помогла во всем разобраться.
Специалисты пришли к выводу, что фонтаны воды на южном полюсе Энцелада бьют не из-за какого-то внешнего воздействия, а в результате особого формирования водных слоев в его океанах. Движение этих пластов воды с разным весом получило название проникающей конвекции. Этот процесс заставляет теплую воду с глубины подниматься наверх. Там она остывает, достигает максимальной плотности и снова опускается на дно. Когда толщина такого перемешивающегося слоя доходит примерно до 61 процента, запускается механизм сильного перегрева океана именно на южном полюсе. В результате ледяная корка в этом месте тает и слабеет, и вода с силой вырывается наружу.
Важные выводы российских исследователей не просто объясняют загадку неравномерного нагрева Энцелада. Они станут отличной основой для проведения дальнейших расчетов и практических опытов. Ученые уверены, что эти ценные результаты обязательно пригодятся при подготовке будущих космических полетов к спутникам Сатурна и Юпитера.
Доцент кафедры прикладной физики пермского университета Вадим Шарифулин дал свои пояснения по этому поводу. «Толщина неустойчиво стратифицированного слоя океанов Европы и Титана, где вода постоянно перемешивается, находится далеко от критического порога, поэтому тепловой поток здесь остается симметричным. Их ледяные панцири остаются целыми, и океаны надежно запечатаны под толщей льда. Это полностью совпадает с тем, что видят телескопы и космические аппараты», — рассказал российский ученый.
