Обнаружена кислородная атмосфера на одном из спутников Сатурна

Мощное магнитное поле Сатурна разлагает водяной лед на одном из его спутников - Рее, создавая на нем атмосферу из кислорода, установили ученые, анализируя данные с зонда «Кассини» (Cassini).
Эта автоматическая станция исследует систему Сатурна с 2004 года. Бен Теолис (Ben Teolis) из Юго-западного исследовательского института (США) и его коллеги, в статье, опубликованной в журнале Science, приводят данные, полученные «Кассини» во время пролета мимо Реи в марте 2010 года.
Спутник Сатурна Рея, названный по имени одной из дочерей греческих богов Урана и Геи, был открыт астрономом Джованни Кассини (Giovanni Cassini) в 1672 году. Это вторая по величине после Титана луна Сатурна, ее диаметр составляет около 1,5 тысячи километров. Согласно расчетам ученых, это небесное тело примерно на 75% состоит из водяного льда.
Ранее считалось, что Рея не имеет атмосферы. Однако приборы «Кассини», пролетевшего 10 марта в 97 километрах от поверхности спутника, показали, что вокруг этой луны есть разреженная атмосфера из кислорода и углекислого газа.
«Эта атмосфера, видимо, поддерживается благодаря химическому разложению поверхностного водяного льда под влиянием плазмы магнитосферы Сатурна», - пишут ученые.
Масс-спектрометр INMS на борту «Кассини» обнаружил, что при максимальном сближении концентрация кислорода в атмосфере Реи превышает 50 миллиардов молекул на кубический метр, а углекислого газа - более 20 миллиардов на кубометр. Это примерно в 100 миллионов раз меньше, чем в земной атмосфере на высоте 100 километров. Однако и сила тяжести на Рее примерно в 50 раз меньше, чем на Земле.
При этом атмосфера Реи оказалась несимметричной - молекулы СО2 наблюдались почти исключительно на дневной стороне спутника. Концентрация кислорода оказалась более симметричной, однако и она оказалась сдвинута в «сторону дня».
В статье говорится, что ранее ученые фиксировали признаки кислорода и углекислоты вокруг ледяных спутников Юпитера. В частности, инфракрасный спектрометр на борту аппарата «Галилео» (Galileo) «заметил» СО2 в атмосфере Каллисто, а телескоп «Хаббл» зафиксировал ультрафиолетовую флюоресценцию молекул кислорода на Ганимеде и Европе.
По мнению ученых, разреженную атмосферу Реи, как и других ледяных лун порождает магнитосфера планет-гигантов, точнее «застрявшая» в ней плазма - заряженные ионы и электроны. Ионная бомбардировка льда приводит к расщеплению молекул воды и появлению молекул кислорода. Мощность «кислородной фабрики» на Рее составляет около 2,5 на 10 в 25-й степени молекул в секунду. При этом оценка массы кислорода, запасенного в ледяных полостях Реи, составляет около 40 тысяч тонн.
В свою очередь, СО2 может возникать в результате окисления органический соединений на поверхности. Кроме того, он может выделяться из недр самого спутника.
Асимметрия атмосферы объясняется «разбуханием» атмосферы под действием тепла на дневной стороне спутника - поскольку СО2 значительно менее летуч, нежели кислород, он быстрее конденсируется на холодной стороне.
Миссия «Кассини - Гюйгенс» - совместный проект космических агентств США, Европы и Италии по изучению Сатурна. Космический зонд «Кассини» со спускаемым аппаратом «Гюйгенс» был запущен в 1997 году и достиг орбиты планеты 1 июля 2004 года. «Гюйгенс» изучил атмосферу и поверхность Титана, спутника Сатурна, а «Кассини» после отделения аппарата продолжил изучение планеты и ее спутников.
В конце сентября «Кассини» начал новый этап своей миссии, получивший название «Солнцестояние» (Solstice): срок работы аппарата продлен до 2017 года, а сам зонд даст ученым возможность впервые детально изучить весь сезонный период Сатурна.