Источником тепла для спутников Сатурна могут быть приливные силы

Ледяные спутники планет, расположенных во внешней части Солнечной системы, обладают потенциалом к зарождению жизни, учитывая, что на их поверхностях могут находиться океаны воды. Однако для жизни также требуется источник энергии, позволяющий осуществлять такие характерные для живых организмов виды деятельности как рост, самовоспроизводство и движение. 

 

Так что может стать источником энергии на поверхности спутника планеты, расположенной вдали от Солнца и получающей ничтожно малое количество тепла от нашей звезды? В новой научной работе предложена модель, помогающая понять, какое влияние приливное нагревание может оказать на океаны спутников Сатурна Титана и Энцелада, которые хорошо подходят для исследования миссией НАСА и ЕКА «Кассини» (Cassini). Ученым примерно известна толщина подповерхностных океанов на этих спутниках планет, однако количество энергии, производимой в результате приливного рассеяния, до настоящего времени продолжало оставаться неизвестным.

В этом новом исследовании, проведенном группой под руководством Хэмиша Хея (Hamish Hay), студента докторантуры Аризонского университета, США, ведущего работы в области планетологии, рассматриваются два различных типа сопротивления жидкости, влияющих на приливное рассеяние энергии в океанах, и делаются прогнозы относительно того, как это сопротивление может повлиять на орбиты спутников планет. Они включают: сопротивление Рэлея (Rayleigh drag), применяемое для ламинарных потоков, и донное сопротивление (bottom drag), применяемое для турбулентных потоков. В действительности, потоки в океанах ледяных спутников планет в значительной мере турбулизованы.

Рассеяние энергии в океанах спутников планет происходит потому, что они испытывают гравитационное воздействие со стороны планеты как в связи с изменяющимся расстоянием до нее, так и в связи с наклоном собственной оси вращения спутника к плоскости его орбиты вокруг планеты. В своей модели Хей вместе с коллегами варьировал толщину океана и его коэффициент сопротивления. Результаты расчетов по этой модели, полученные учеными, включают ценную информацию о количествах энергии, которая может быть сгенерирована в результате рассеяния энергии приливных сил в водах океанов Титана и Энцелада, а также указывают на то, что в случае Титана такое рассеяние энергии может снизить скорость удаления спутника от Сатурна, если океан окажется достаточно толстым.