Вторник, 26.11.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< SpaceX отложила на 18 апреля запуск ракеты с телескопом для поиска экзопланет
17.04.2018 22:25 Давность: 7 yrs
Категория: Системы планет гигантов, Сатурн, Малые тела
Количество просмотров: 10713

Лед Фебы приоткрывает завесу над странностями пояса Койпера



Поверхность Фебы содержит водяной лед, но разные ее участки содержат разное его количество. Обогащение водяным льдом связано с крупными ударными кратерами, обнажившими глубинный лед. Возможно, различия в видимом количестве водяного льда на поверхности объектов пояса Койпера связано с их ударной модификацией: наиболее сухие ТНО меньше всего подвергались астероидным ударам, наиболее богатые льдом – напротив, пережили самую мощную бомбардировку.


Владислава Ананьева

Считается, что нерегулярный спутник Сатурна Феба не образовался «на месте» из протоспутникового диска, а является захваченным кентавром. В пользу этого предположения говорят низкое альбедо Фебы (~8%), ее ретроградная орбита и несинхронное вращение (один оборот вокруг своей оси спутник делает за 0.4 земных суток, а вокруг Сатурна – за 548.2 земных суток). При этом средняя плотность Фебы (1.64 г/куб.см) примерно вдвое больше, чем средняя плотность ТНО сравнимых с ней размеров.

Еще до выхода на орбиту вокруг Сатурна КА «Кассини» пролетел мимо Фебы и получил множество ее снимков и спектров. В первом приближении состав поверхности Фебы был определен спектрометром видимого и инфракрасного диапазона VIMS: богатые железом силикаты, замерзшая углекислота и водяной лед. Также были обнаружены признаки азотсодержащей органики, возможно, и придающие Фебе темный цвет.

14 марта 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная анализу содержания водяного льда на различных участках поверхности Фебы. Авторы рассмотрели Фебу как образец небесного тела из пояса Койпера. Разные объекты пояса Койпера демонстрируют большие различия относительно наличия в их спектрах признаков водяного льда, и чем вызваны эти различия, пока не ясно. Изучив, как меняется содержание водяного льда вдоль поверхности Фебы, исследователи надеялись найти ответ на эту загадку.

Проанализировав 42 изображения Фебы, полученных VIMS, авторы построили карту содержания водяного льда и соотнесли ее с формами рельефа спутника и количеством кратеров на его поверхности. Как оказалось, вся поверхность Фебы в той или иной концентрации содержит лед, полностью сухих участков не нашлось. Однако количество льда заметно меняется от региона к региону. Авторы нашли, что изначальная поверхность Фебы достаточно сухая, и что максимальное количество льда находится в крупных ударных бассейнах Ясон и кратер Южного полюса. 

3D модель Фебы. Содержание водяного льда показано цветом: красный цвет маркирует максимальную концентрацию льда, желтый – минимальную, черным цветом показаны области, для которых данные отсутствуют.

Соотнеся глубину полос поглощения льда с топографической высотой точек поверхности Фебы, авторы нашли, что в среднем содержание льда увеличивается с глубиной. За единственным исключением – стенки кратера Ясон оказываются богаче водой, чем его дно. В целом, наблюдаемая картина укладывается в сценарий, что изначально Феба имела сухую поверхность и богатые льдом недра. Мощные астероидные удары, приведшие к образованию крупнейших кратеров, обнажили этот внутренний лед и засыпали окрестности породами, богатыми льдом. 

Авторы сравнили цвета участков Фебы, богатых и бедных льдом, с цветами различных ТНО. Как оказалось, инфракрасные цвета (показатели цвета, определенные как разница звездных величин, измеренных в различных спектральных каналах инфракрасного диапазона) богатых и бедных льдом участков Фебы соответствуют инфракрасным цветам наиболее голубоватых и красноватых ТНО небольших размеров. 

Инфракрасные цвета различных участков поверхности Фебы (показаны цветными ромбами) в сравнении с цветами различных ТНО. Красным ромбом показан усредненный цвет Фебы. По осям отложены разницы в звездных величинах в различных спектральных фильтрах «Хаббла». В частности, ИК-цвета богатых и бедных льдом участков Фебы соответствуют ИК-цветам наиболее голубоватых и красноватых ТНО небольших размеров.

Авторы исследования пришли к выводу, что разницу в содержании водяного льда в объектах пояса Койпера можно объяснить степенью их ударной модификации. Наименее затронутые астероидными ударами ТНО будут выглядеть наиболее сухими, богатые льдом претерпели ударную трансформацию, обнажившую глубинный лед. Предельный случай этой тенденции – карликовая планета Хаумеа, пережившая катастрофическое столкновение, давшая начало целому семейству ТНО и максимально обогащенная водяным льдом.

Вместе с тем авторы отмечают и явное отличие Фебы от объектов пояса Койпера. У последних обогащенность водяным льдом коррелирует с красным цветом – наиболее богатые льдом объекты имеют и наиболее красноватый оттенок. Феба мало того, что лишена этой зависимости, в оптическом диапазоне она выглядит голубее большинства ТНО. По всей видимости, красноватый оттенок богатым льдом ТНО придают органические вещества, сопряженные с водой. На Фебе этих веществ в заметных количествах нет – возможно, спутник лишился их во время тяжелой метеоритной бомбардировки уже будучи в окрестностях Сатурна.

Источники: https://arxiv.org/pdf/1803.04979.pdf
http://lnfm1.sai.msu.ru/neb/rw/natsat/satorbw.htm


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Закон всемирного тяготения (Ньютона)

(назван по имени английского математика, физика, астронома Исаака Ньютона - I. Newton 1643-1727) Важнейший для понимания процессов во Вселенной закон формулируется следующим образом... [далее]

Rambler's Top100