Последние измерения космического зонда Cassini перед его управляемым падением на Сатурн показали, что постоянный дождь из материалов является причиной постепенной эрозии привычного украшения газового гиганта - его колец.

Cassini незадолго до «великого финала». Прежде, чем зонд NASA канул в вечность, он успел собрать данные из промежутка между внутренним кольцом и верхними слоями атмосферы Сатурна. © Reuters/NASA

Экспедиция Cassini к системе Сатурна стала, без всяких сомнений, самой сенсационной до сих пор миссий NASA. На протяжении 13 лет зонд исследовал гигантскую газовую планету и ее луны, собрал огромные массивы данных и сделал бесчисленное количество снимков, которые сделали возможными многочисленные новые открытия. Так, например, весивший пять тонн носитель многочисленного астрономического и астрофизического инструментария обнаружил под ледяной коркой сатурнианской луны Энцелада океан, разведал на Титане моря из жидкого метана, открыл нам подробности чуда комплексной системы колец, а также прислал уникальный снимок Земли с расстояния в 1,4 миллиарда километров.

И, насколько импозантной была вся миссия Cassini, настолько же сенсационным стало ее завершение: 15 сентября 2017 года межпланетный космический зонд Cassini, используя остатки своего топлива, вошел, словно камикадзе, в атмосферу Сатурна и сгорел в ней. Таким самоубийственным маневром, которым он прошел у внутренней стороны кольца, ученые хотели не допустить, чтобы Cassini разбился об одну из сатурнианских лун и не загрязнил ее таким образом следами земной жизни. Кадров последних моментов свой жизни зонд не сделал, так как система камер была отключена еще за день до этого события. Но даже при таком слепом полете Cassini все еще собирал данные с помощью восьми измерительных приборов. Но радиосвязь сохранялась до последней секунды.

Данные из «великого финала» Cassini

Обработка измерений, собранных в процессе «великого финала», как называет NASA последние часы миссии Cassini, не закончена до сих пор. Но часть из них уже изучается в целом ряде исследований, уже опубликованных в журнале Science. И некоторые из них подтверждают то, что ученые уже предполагали на основании предыдущих наблюдений Cassini: кольца Сатурна устроены намного более разнообразно, чем это предполагалось ранее. И при этом они оказывают значительное влияние на верхние слои атмосферы газового гиганта.

Сатурн, каким мы все его знаем. Кольцевая система толщиной от десяти до сто метров и шириной приблизительно один миллион километров имеет значительно более сложный химический состав, чем предполагалось. Но сколько времени Сатурн еще будет оставаться «окольцованным», пока что неясно. © NASA/JPL-Caltech

«Два наших открытия поразили меня более всего», - размышляет по этому поводу Томас Грейвенс из Канзасского университета, который вместе со своей командой изучал взаимодействие между самым внутренним кольцом (кольцом D) и Сатурном. - «Одно из них - это невероятное химическое многообразие того «дождя» мелких частиц, что выпадает на планету из этого кольца. А вторая - это впечатляющие массы материала, которые постоянно выпадают из него в направлении Сатурна». До сих пор ученые исходили из того, что маленькие частицы, размеры которых колеблются в пределах нескольких микрон, состоят почти исключительно из водяного льда. Теперь же эта научная версия подлежит полному пересмотру.

Комплексная химия колец

Масс-спектрометр INMS на борту Cassini установил при прохождении сквозь промежуток между кольцами и Сатурном, что по крайней мере внутренние кольца в значительной мере загрязнены метаном, аммиаком, молекулярным азотом и двуокисью углерода. «И прежде всего, мы не рассчитывали здесь увидеть органические молекулы», - говорит Грейвенс.

Из внутреннего так называемого кольца D постоянно «идет дождь» из материалов кольца в направлении поверхности Сатурна. © NASA

Эти постоянные осадки несомненно имеют долгосрочные последствия для газовой оболочки Сатурна. «Мы установили, что материал во внешних слоях сатурнианской атмосферы изменяется в зоне экватора. Мы обнаружили как пыль, так и кристаллики водяного льда с примесями органических субстанций. Но что же там происходит на самом деле, полностью понять нельзя даже с нашими новыми полученными данными», - рассказал Грейвенс.

Преходящее украшение

Из измерений, проведенных Cassini в последние минуты жизни аппарата можно сделать еще одно заключение: неожиданно высокие потери материала из кольца D могут означать, что время, отведенное на существование кольцевой системы Сатурна, значительно меньше, чем предполагалось. «Как минимум, в десять раз быстрее, чем мы думали, кольцо выпадает осадками в направлении Сатурна. Если эти частицы не будут замещаться каким-либо образом, то это даст основание говорить о некоей пусть и отдаленной, но реальной дате истечения срока жизни колец», - предполагают исследователи. И это не в последнюю очередь говорит в пользу того, что и Юпитер когда-то обладал еще более обширной системой колец, от которой на сегодняшний день остался лишь жалкий рудимент. Уже не вызывает сомнений то, что такие кольцевые системы приходят и уходят,» - считает Грейвенс. Но вот как долго Сатурн сможет еще удерживать свое знаменитое украшение, пока что не может предположить никто.