Секреты спутника Сатурна Фебы

17:52 18/04/2018
👁 118
Феба

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

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.

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 Cassini 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.

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.

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.

Владислава Ананьева


Источник

Добавить комментарий