Траектория КА «Кассини», проходящая между планетой и кольцами, позволила по отдельности измерить силу притяжения планеты и колец. Точные данные о гравитационном поле Сатурна показали, что широтные атмосферные течения, отмеченные турбулентными полосами облаков, простираются на гораздо большую глубину, чем ожидалось. 

Совсем недавно аналогичное открытие было сделано для Юпитера. Гравиметрические измерения, проведенные КА Juno, показали, что пояса и зоны Юпитера простираются на глубину в 3 тысячи километров. Но широтные атмосферные течения Сатурна оказались еще в несколько раз глубже!

«Люди привыкли думать, что Сатурн – всего лишь немного уменьшенная копия Юпитера, но очевидно, что это не так, – сказал планетолог Пол Шенк (Paul Schenk) из Института Луны и планет в Хьюстоне. – Различия между ними говорят о том, что каждая планета уникальна».

На последних витках «Кассини» подтвердил, что частицы из внутреннего кольца D стекают в атмосферу Сатурна. Наличие «дождя, идущего из колец» было заподозрено еще в 80-х годах прошлого века, однако потребовалось пролететь в зазоре между кольцами и планетой, чтобы подтвердить его наличие. Во время пяти последних витков «Кассини» обнаружил в самых верхних слоях атмосферы Сатурна водяной пар и целый зоопарк органических молекул. Наличие воды никого не удивило – лед составляет 90% вещества колец, однако там были обнаружены углеводороды (например, пропан), метан и некоторое количество серосодержащих соединений.

Глубже в атмосфере Сатурна эта смесь расслаивается, как и должно быть в том случае, когда пылинки разного состава, выпадающие из колец, тонут с разной скоростью.

«Кольцо D постепенно деградирует и стекает на планету», – заявила Линда Спилкер.

Кольца Сатурна состоят в основном из водяного льда, но во многих местах они не чисто белые, а имеют красноватый (кремовый) оттенок. Органические вещества «дождя из колец» помогают понять природу этого оттенка. Он мог бы быть вызван примесью ржавчины, отвечающей за красноватый цвет Марса, но почти наверняка вызван органикой.

Происхождение этой органики пока не ясно. Она могла входить в состав спутника, чье разрушение привело к формированию колец, а могла быть занесена с пылью из кометных хвостов. Чтобы ответить на этот вопрос, Келли Миллер (Kelly Miller) из Юго-западного исследовательского института Сан Антонио сравнивает органические молекулы «дождя» с молекулами из хвоста кометы Чурюмова-Герасименко, обнаруженными КА «Розетта».

Таинственные «острова», появляющиеся и исчезающие на радарных изображениях крупных озер Титана, представляют собой гигантские волны, сообщил планетолог Александр Хейс (Alexander Hayes) из Корнельского университета.

Особенности, названные «волшебными островами», были обнаружены в 2014 году, они представляли собой светлые пятна на гладкой черной (в радиолучах) поверхности углеводородных озер. В апреле 2017 года планетологи пришли к выводу, что «острова» появляются в результате выделения пузырьков азота, растворенного в жидком метане, при попадании последнего в жидкий этан (растворимость азота в метане много выше, чем в этане). 

Однако Хейс представил результаты анализа данных, полученных во время пролета «Кассини» мимо Титана в августе 2014 года. Тогда космический аппарат наблюдал море Кракен в радиолучах и в инфракрасном диапазоне с интервалом в 2 часа. Там, где на радиолокационном изображении был виден «волшебный остров», на инфракрасном снимке оказался пик яркости. 

Поскольку наблюдения были проведены с разницей в 2 часа, появление пузырьков не может объяснить оба наблюдения, они всплыли бы и рассеялись (полопались) гораздо быстрее. Хейс полагает, что яркое пятно на поверхности озера вызвано рассеянием солнечного света на волнах (так океан рябит золотом на закате). Моделирование атмосферы Титана показало, что волны в углеводородном озере может поднимать ветер со скоростью всего 0.5 м/с (который на Земле с трудом шевельнул бы флюгер).

В 2006 году стало известно, что из трещин в южной околополярной области Энцелада непрерывно бьют гейзеры из водяного пара и мелкой ледяной пыли. Эти гейзеры становятся то ярче, то тусклее, что отражает различия в темпах выброса вещества. Через шесть лет стало понятно, что мощность гейзеров коррелирует с положением Энцелада на орбите вокруг Сатурна – она максимальна в апоцентре и минимальна в перицентре. 

Однако в 2015 году было показано, что на эти периодические колебания накладывается общее уменьшение объемов выбросов. Это уменьшение могло иметь как сезонную природу, так и объясняться постепенным зарастанием трещин инеем, осаждающимся на их стенках. Однако рассмотрев полный набор данных, полученных за 13 лет, планетолог Фрэнсис Ниммо (Francis Nimmo) обнаружил, что гейзеры становятся ярче с периодом в 4 и 11 лет. Например, они стали ярче в 2017 году, что исключает сезонное объяснение.

Ниммо показал, что колебания яркости гейзеров могут быть вызваны гравитационным влиянием Дионы, соседнего с Энцеладом более крупного спутника Сатурна. Каждый раз, когда Сатурн, Энцелад и Диона оказываются на одной прямой, приливные силы со стороны Дионы заставляют края трещин раскрываться шире, что приводит к усилению выбросов.

До сих пор анализ данных с КА «Кассини» ответил далеко не на все вопросы исследователей. Является ли Энцелад единственным спутником Сатурна, откуда бьют гейзеры, или аналогичная, хоть и более слабая активность есть также на Дионе? Какова толщина ледяной коры Энцелада? Почему небольшие озера Титана заполнены чистым метаном, тогда как ученые ожидали, что они будут заполнены углеводородным илом?

Хотя «Кассини» сгорел в атмосфере Сатурна, данные, им полученные, будут анализироваться еще не одно десятилетие.

Источник: https://www.sciencenews.org/article/5-things-about-saturn-cassini-mission

См. также:

L.J. Spilker and S.G. Edgington. A voyage into unique territory: Cassini’s Grand Finale. Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, Texas, March 19, 2018.

J.N. Cuzzi. Saturn’s rings after Cassini. Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, Texas, March 19, 2018.

K.E. Miller et al. Cassini Ion and Neutral Mass Spectrometer observes organic molecules in the upper atmosphere of Saturn. Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, Texas, March 19, 2018.

A. Hayes. Winds, waves and magic islands at Titan’s largest sea: Kraken Mare. Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, Texas, March 19, 2018.

C. Porco et al. Enceladus’ plume temporal variability from analysis of Cassini ISS Images. Lunar and Planetary Science Conference, The Woodlands, Texas, March 19, 2018