Повторное изучение данных, собранных космическим аппаратом NASA «Кассини», поставило под сомнение одну из ключевых гипотез о строении Титана — крупнейшего спутника Сатурна. Согласно новым расчётам, под его ледяной корой может не существовать глобального подповерхностного океана, о котором говорили на протяжении последних полутора десятилетий. Моделирование, выполненное исследователями NASA, указывает на то, что внутренняя структура Титана почти полностью ледяная, с возможными локальными включениями талой воды.
Представление о наличии подледного океана сформировалось в конце 2000-х годов на основе наблюдений «Кассини». Тогда ключевым аргументом стали данные о приливных деформациях: под воздействием гравитации Сатурна поверхность Титана периодически приподнимается и опускается примерно на 10 метров. Такая податливость оболочки казалась убедительным признаком того, что под твёрдым льдом скрывается жидкий слой, способный «гасить» напряжения.
Однако новое исследование, проведённое специалистами Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) и опубликованное в журнале Nature, выявило серьёзные несоответствия в энергетическом балансе спутника. Как поясняет ведущий автор работы Флавио Петрикка, количество энергии, которое Титан получает и рассеивает за счёт приливного трения, долгое время не удавалось согласовать с моделью глобального океана.
Если бы подо льдом действительно находилась огромная масса жидкой воды, значительная часть энергии уходила бы на поддержание её в незамерзшем состоянии. В этом случае спутник должен был бы излучать меньше тепла, а его орбита со временем стать более круговой. Однако наблюдения показывают обратное: Титан остаётся на заметно вытянутой орбите и теряет в космос необычно большое количество энергии.
Анализ данных 124 сближений «Кассини» с Титаном показал, что спутник рассеивает около 4 тераватт энергии — величину, сопоставимую с четвертью энергопотребления современной человеческой цивилизации. Такой уровень тепловых потерь оказался трудным для объяснения в рамках океанической модели и привёл учёных к альтернативному сценарию.
Для проверки гипотезы исследователи построили несколько моделей внутреннего строения Титана — с подповерхностным океаном и без него. Наилучшее совпадение с наблюдаемыми данными показал вариант, в котором Титан представляет собой огромный ледяной мир: примерно 500 километров льда покрывают каменное ядро диаметром около 2000 километров. При этом авторы не исключают, что океан мог существовать в прошлом, но по космическим меркам замёрз сравнительно недавно — десятки или сотни миллионов лет назад.
Даже в отсутствие глобального океана вода, по мнению учёных, никуда не исчезла. Внутри ледяной мантии могут сохраняться обширные подтаявшие области, каждая из которых по объёму превосходит Атлантический океан. Интересно, что такая «мозаичная» структура потенциально может быть даже более благоприятной для возникновения жизни, чем единый, но сильно разбавленный жидкий океан.
Окончательно разобраться в строении недр Титана поможет будущая миссия NASA Dragonfly («Стрекоза»). В 2034 году винтокрылый аппарат должен опуститься на поверхность спутника и с помощью сейсмографов буквально «прослушать» его внутренности, подтвердив или опровергнув новые выводы планетологов.
