Буря на Сатурне позволила обнаружить на нём воду

В 2010 году атмосферу Сатурна сотрясла буря — одна из сильнейших за всю историю наблюдений газового гиганта. Но, помимо внешнего эффекта, она продемонстрировала и куда более значимую вещь.

Как утверждают Лоуренс Сромовски (Lawrence Sromovsky) и его коллеги по Висконсинскому университету в Мэдисоне (США), сатурнианская буря подняла из нижних слоёв атмосферы нечто совершенно неожиданное. Водный лёд!

Буря в тридцатых широтах Сатурна позволила земным зондам впервые увидеть на планете воду, причём в смеси с аммиаком и веществом, природа которого пока остаётся загадкой. (Иллюстрация Cassini Imaging Team, JPL.)

И дело даже не в том, что это первые следы значимых количеств H₂O на Сатурне. Новые данные были получены при помощи наблюдений «Кассини» в ИК-диапазоне, и, судя по ним, глубина, с которой был поднят лёд, равна 160 км. В норме Сатурн — довольно спокойная планета, чья погодная активность весьма далека от взрывной по характеру погоды на Юпитере. Поэтому до сих пор следов водного льда там никто не находил.

Более того, не удавалось увидеть и воду, не говоря уже о её льде в поверхностных слоях атмосферы. Впрочем, шторм, выплеснувший этот материал на Сатурне, даже по юпитерианским меркам был колоссальным, вытянувшись на 300 тыс. км в длину и опоясав всю планету.

Элементы облака, в которых был найден водный лёд (22%), содержали также аммиачный лёд (55%) и некий третий компонент, который ещё не идентифицирован. Предположительно, это гидросульфид аммония, однако пока никакие спектроскопические модели не показали точного соответствия любого вещества спектральным следам этого загадочного компонента.

Столь неоднородный состав облака на узком атмосферном участке может означать как то, что буря перемешала разные слои атмосферы, так и то, что облако изначально было таким по составу.

В то же время подобные наблюдения до некоторой степени противоречат сложившимся представлениям о сатурнианской атмосфере как о пироге с устоявшимися слоями разного химического состава. По ним, водные облака должны были находиться в самом низу, гидросульфид аммиака — в середине, а аммиачные тучки — ближе к верху. Эти слои располагаются точно под дымкой верхних слоёв атмосферы, которая имеет неизвестный состав и затемняет почти всё, что под ней.

Очевидно, шторм «перетасовал» эти три слоя, подняв водный пар из нижних атмосферных пластов. По мере подъёма и падения температуры пар замёрз, а проходя через аммиачные слои, водный лёд покрылся льдом из аммиака и гидросульфида аммония, считают авторы работы.

По их оценкам, такие штормы случаются лишь раз в 30 земных лет, то есть раз в сатурнианский год, и только они пока дают нам возможность заглянуть под тропосферную дымку Сатурна, иными средствами не наблюдаемую. Чтобы сделать это, скорость вертикальных ветров там должна подняться до 140–150 м/с, а горизонтальная — до 500 м/с, что намного выше представимых бурь и ураганов на Земле.

Подготовлено по материалам Висконсинского университета в Мэдисоне.