Группа ученых разработала математическую модель знаменитых ледяных гейзеров Энцелада, выбрасывающих на высоту сотен километров водяной пар и частицы пыли. Модель предполагает наличие жидкой воды под поверхностью спутника. Энцелад, шестой по величине спутник Сатурна (около 500 километров в диаметре), весь покрыт льдом и известен своими ледяными гейзерами (ледяными вулканами, криовулканами), об открытии которых сообщалось в 2006 году. Около южного полюса спутника находятся четыре необычных борозды, называемые тигровыми полосками. Из них на высоту сотен километров поднимаются фонтаны, состоящие в основном из водяного пара. Сразу после этого открытия появилась гипотеза, что на Энцеладе есть не только лед, но вода в жидком состоянии, которая и питает гейзеры.

Помимо водяного пара (и небольшого количества азота, метана и углекислого газа), фонтаны содержат также частицы пыли, причем пыль движется заметно медленнее газа. До сих пор не было известно, почему так происходит. Группа ученых под руководством Юргена Шмидта (Juergen Schmidt) из Потсдамского университета, в которую входит россиянин Николай Бриллиантов (Потсдамский университет, университет Лестера, МГУ имени Ломоносова), разработала математическую модель двухкомпонентных гейзеров. По мнению исследователей, замедление пыли не может объясняться взаимодействием пыли и газа в самом фонтане: вещество в нем слишком разрежено. Замедление происходит еще до выхода частиц из-под поверхности, при просачивании вещества сквозь узкие туннели в тигровых полосках. Трение о стенки туннелей замедляет частицы пыли. Расчеты показывают, что если вышесказанное верно, то газ должен формироваться при условиях, близких к тройной точке воды - состоянию, при котором сосуществуют газ, лед и жидкая вода. Соответственно, под южным полюсом Энцелада должна находиться вода в жидком состоянии. Спутник открыт Уильямом Гершелем (W. Herschel) в 1789 г. Возможно, это самое светлое небесное тело в СС после Солнца. Его альбедо 99%, тогда как у земной Антарктиды только 80%. Кратеров на Энцеладе относительно немного, они небольшие и сконцентрированы в локальных областях, зато большая часть его поверхности испещрена многочисленными складками, разломами и трещинами. Это делает спутник Сатурна похожим на юпитерианскую Европу, только трещины на Энцеладе более извилистые. На поверхности наблюдаются температурные аномалии. Самая большая из таких аномалий расположена в районе южного полюса. Горячая она, конечно, по меркам системы Сатурна – температура в этом районе спутника составляет 85 Кельвинов (-188 градусов по Цельсию). Загадка в том, что это горячее пятно – южный полюс планетки, который нагрет сильнее, чем экватор, что противоречит всем традиционным представлениям. Поскольку Солнце не может так нагреть данный регион – остаётся предполагать внутренний источник тепла. По одной из гипотез, радиоактивный материал, оставшийся от формирования этой луны миллиарды лет назад, продолжает нагревать внутренности Энцелада – как утверждает Линда Спайлкер (Linda Spilker), один из учёных миссии. Многие признаки указывают на то, что в недрах спутника лёд расплавлен энергией приливных сил и (возможно) теплом, выделяющимся при радиоактивном распаде элементов, содержащихся в глубинных скальных породах. Предполагается, что под твёрдой корой водяного льда толщиной в несколько десятков километров содержится суспензия из жидкого аммиака и водяного льда с температурой ~ 170° K. Через трещины она выдавливается на поверхность. "Мы обнаружили простейшую органику в "тигриных полосах", - заявил на 37-й ежегодной встрече Отделения планетарных наук Американского астрономического общества, работающей в Кембридже, доктор Роберт Браун (Robert Brown), руководитель группы визуальных и инфракрасных спектрометрических исследований Аризонского университета (Тусон, США). - Метан был, вероятно, заперт в глубинах Энцелада со времен формирования Солнечной системы, и теперь он просачивается сквозь щели". Визуальный и инфракрасный спектрометры не смогли обнаружить азот, однако ионный масс-спектрометр "Кассини", похоже, все же зарегистрировал следы его присутствия в атмосфере Энцелада. Все остальные показания этих двух очень различных по принципу действия приборов ( в одном случае регистрируется спектр излучения вещества, а в другом - его состав определяется путем разделения ионизованных частиц по массам в магнитном поле) полностью совместимы между собой, что позволяет поверить в надежность полученных результатов. "Так что мы имеем дело с подповерхностной жидкой водой, простейшей органикой и водяным паром. За долгие годы (а возраст Энцелада составляет приблизительно 4,5 миллиарда лет, точно так же как и у Земли и остальной части Солнечной системы) нагревание этого "коктейля" из простой органики, воды и азота могло породить некоторые из самых основных стандартных кирпичиков жизни, - фантазирует Браун. - Случилось ли нечто подобное на Энцеладе? Это пока не ясно, но Энцелад очень похож на юпитерианскую луну Европу (хотя Энцелад в 6 раз ее меньше) и планету Марс, и теперь он должен стать местом, где мы в конечном счете будем искать жизнь". По другой теории выходит, что быстрое изменение частоты вращения этой луны заставило её нагреваться и создало сеть мощных разломов, особенно ярко проявляющихся именно вблизи южного полюса. Энцелад делает один оборот вокруг своей оси за то же время, за к оторое обегает вокруг Сатурна, таким образом, только одно из его полушарий видно с поверхности планеты-гиганта. Впервые атмосферу Энцелада нашёл, косвенно, магнитометр Cassini, по влиянию её заряженной составляющей на магнитосферу Сатурна. Но вот недавно зонд и напрямую зафиксировал её, наблюдая в ультрафиолете за затмением Энцеладом Гаммы Ориона. По последним данным, она содержит водяной пар (65%), молекулярный водород (20%), а также — углекислый газ, молекулярный азот и угарный газ. Учёные заключили, что у этой атмосферы имеется источник пополнения - вулканизм, гейзеры или выбросы газов с или из-под поверхности этого спутника. Параллельные тектонические разломы в южном полушарии, получившие название Тигровые Полосы. Это необычайно молодые образования, показывающие высокую внутреннюю геологическую активность спутника Сатурна. Огромные южные разломы тянутся на 130 километров каждый, а разделяют их промежутки по 40 километров. Когда в 1981 году аппарат Voyager 2 пролетал мимо Энцелада, он не видел полос. Правда, Voyager 2 миновал спутник вблизи его северного полюса. И всё же... Эти полосы делают Энцелад одним из самых интригующих тел Солнечной системы. Изучая строение, температуру и выбросы газов из "тигриных полос", учёные сделали вывод: им никак не больше тысячи лет, а скорее — намного меньше. Возможно, всего лет десять назад эти структуры раскрылись. Дело в том, что по показаниям спектрометров лёд на Энцеладе существует в двух формах: прозрачной и повреждённой радиацией аморфной. Космический аппарат Cassini передал учёным великолепные кадры ледяных фонтанов на спутнике Сатурна — Энцеладе, которые бьют на сотни километров в космос. Когда вода выходит из "полос тигра" на южном полюсе (в виде пара и мельчайшей ледяной пыли), она формирует слои нового, прозрачного льда. Потом этот лёд "стареет" и преобразовывается в аморфный. Зная скорость этого процесса, специалисты могут оценить и возраст поверхностных образований спутника. Всё вышеперечисленное подтверждает гипотезу о том, что Энцелад – главный "автор" необычного кольца Е Сатурна и, что он продолжает его пополнять материалом. Дело в том, что предшествующий анализ кольца Е показал: оно никак не могло бы сохраниться со времени формирования Сатурна и его системы. Энцелад учёные "заподозрили" сразу, только сначала полагали, что ледяную крошку выбивают с поверхности спутника метеориты. А оказалось – Энцелад сам выбрасывает вещество в кольцо.