Сегодня мы поговорим об интересном спутнике Сатурна, который носит загадочное имя Мимас. Итак, поехали.
Представьте гору высотой 300 километров. И что она возвышается посреди дыры диаметром 4000 километров и глубиной 200 километров. Вряд ли можно вообразить нечто подобное здесь, на Земле. Это был бы кратер размером с Австралию, простирающийся далеко в мантию Земли. А вершина горы в его центре находилась бы за пределами атмосферы. В космосе. Странно и необычно, да? Такую картину никак нельзя увидеть (по чисто физическим причинам) на Земле. Потому что подобная структура мгновенно разрушилась бы под собственным весом. Любое событие, которое было бы способно создать подобный кратер, со стопроцентной вероятностью полностью уничтожило бы Землю!
Горы высотой 300 километров нет нигде в Солнечной системе. И кратеров глубиной 200 километров тоже нет. В том числе на маленьком спутнике Сатурна под именем Мимас. Он вообще, если честно, не очень большой. И имеет диаметр чуть менее 400 километров. Но по крайней мере в относительных величинах там есть структура, такая же гигантская, как и описанный выше невообразимый и невозможный кратер на Земле.
Кто открыл Мимас?
Но давайте вернемся в 17 сентября 1789 года. Прошло восемь лет с тех пор, как английский астроном Уильям Гершель стал первым человеком, когда-либо обнаружившим неизвестную планету. Это был Уран. Ученый использовал для работы самодельный телескоп. Так вот. В упомянутый выше день исследователь добавил еще один объект в каталог объектов Солнечной системы. Гершель открыл у Сатурна новый спутник! Шесть спутников Сатурна были известны уже до этого. Самый крупный из них – Титан, который открыл 1655 году Кристиан Гюйгенс.
За ним последовали Япет и Рея, открытые Джованни Кассини в 1671 и 1672 годах. Кассини также открыл Тефию и Диону, это случилось в 1684 году. Спутник номер шесть открыл Уильям Гершель. Ученый обнаружил Энцелад в августе 1789 года, всего за несколько недель до того, как 17 сентября 1789 года смог найти и седьмой спутник Сатурна: Мимас. Только его тогда еще так не называли. Спутник просто получил в качестве имени римское число «I». Почему? Потому что из всех известных спутников Сатурна он был ближе всего к планете. Имя «Мимас» спутник получил только в 1847 году, когда Джон Гершель, сын Уильяма, также известный астроном, предложил назвать его в честь гиганта из греческой мифологии.
Спутник Мимас вращается вокруг Сатурна по почти круговой орбите. Всего в 125 000 километрах от внешней части его атмосферы. К настоящему времени астрономы обнаружили по крайней мере девять спутников, которые вращаются еще ближе к Сатурну. Но все они намного меньше Мимаса. Спутник имеет диаметр 397 километров, и очень близок по форме к сфере, что весьма необычно. Да, все крупные небесные тела неизбежно приобретают под собственным весом почти круглую форму. Но для небесных тел, которые имеют размер меньше 1000 километров, это неестественно. Нет, Мимас не является идеальной сферой. В одном направлении его диаметр составляет около 390 километров, в другом направлении он составляет 415 километров. И это именно то направление, которое указывает на Сатурн. Притяжение гигантской планеты все же немного растягивает его в длину.
Странное ядро
Мимас выглядит со стороны как большой, солидный, серый каменный шар. Однако его средняя плотность составляет чуть более 1 грамма на кубический сантиметр. А это означает, что он состоит, скорее всего, в основном из водяного льда, смешанного с небольшим количеством породы. Возможно, под этим водяным льдом где-то есть небольшое каменное ядро. Но тогда это ядро, вероятно, не является сферическим. А скорее имеет форму дыни.
Это известно потому, что начиная с 2004 года космический аппарат «Кассини» исследовал Мимас, находясь на орбите вокруг Сатурна. Конечно же он не мог заглянуть внутрь спутника. Но этого и не нужно было делать. То, как двигается зонд, зависит от силы притяжения. И, следовательно, от массы объекта. Но не просто от массы. А и от того, как эта масса распределена! Например, если бы где-нибудь во льду Мимаса находился гигантский железный шар, космический аппарат «почувствовал» бы это. Поскольку он испытывал бы большее притяжение каждый раз, когда пролетал точно над тем местом спутника, где находится железная сфера.
И если бы она находилась точно в центре спутника, то никто бы ничего не заметил. Потому что зонд всегда бы пролетал точно над сферой. Но аномалия была. Вот почему ученые решили, что ядро Мимаса должно иметь неправильную форму. Вполне возможно также, что ядро вполне нормальное. Просто подо льдами Мимаса находится подповерхностный океан, состоящий из жидкой воды. Его наличие оказало бы такое же влияние на движение «Кассини», как и деформированное ядро.
Нет тепла
Но на самом деле жидкий океан – под большим вопросом. Поскольку такой маленький спутник, как Мимас, имеет слишком мало тепла в своих недрах, чтобы растопить лед. Другие спутники решают эту проблему с помощью эллиптической орбиты. Она обеспечивает возникновение очень сильных приливных силы, которые буквально «разминают» их внутренности, что приводит к выделению тепла. Помните, как теплеет в руках кусок разминаемого пластилина? В случае со спутниками происходит примерно похожий процесс.
Но орбита Мимаса вокруг Сатурна почти круговая. Поэтому с ним такое не работает. Но может быть у Мимаса раньше была другая орбита? Может быть, может быть. В любом случае, в прошлом с Мимасом должно было произойти несколько очень драматических событий.
Кратер Гершель
Выше по тексту мы говорили, что Мимас похож на большой каменный шар. Он сравнительно яркий, и отражает около 60 процентов падающего на него солнечного света. На желтовато-сером шаре Мимаса (и это неудивительно) можно найти очень много ударных кратеров. На первый взгляд легко можно было бы спутать Мимас с нашей Луной. Но на самом деле только на первый взгляд. Потому что на поверхности Мимаса есть совершенно особенный кратер. Он носит (в честь первооткрывателя Мимаса) имя Гершель. Его диаметр составляет чуть менее 140 километров. Да, это звучит не очень впечатляюще. До тех пор, пока вы не вспомните, что весь спутник имеет диаметр всего 400 километров! То есть кратер Гершель имеет размеры как треть диаметра Мимаса! Стены кратера имеют высоту 5 километров. А некоторые участки его дна находятся на 10 километров ниже его края!
В центре кратера возвышается гора высотой от 6 до 8 километров. Возможно, она даже выше 10 километров! Даже если бы на Земле был кратер такого размера, это было бы впечатляющей особенностью. А центральная гора была бы одной из самых высоких гор на планете. Но если масштабировать кратер в соответствии с соотношением размеров Мимаса и Земли, то мы получим в кратер размером 4000 километров! Именно об этом мы и говорили в начале этой статьи.
Кратер Гершеля на Мимасе – просто огромная штука! Глядя на него, вряд ли можно не задаться вопросом – как он возник? И почему, туды его в качель, при этом не была уничтожен сам спутник? Объект, который пробил огромную дыру в Мимасе, должен был его полностью разрушить!
Этот вопрос, конечно, задают себе и друг другу при встрече уважаемые астрономы. Но однозначного ответа, к сожалению, на него пока нет.
Предполагается, что кратер Гершель очень стар. И что ему более 4 миллиардов лет. Следовательно он, должно быть, появился в тот период Солнечной системы, когда планеты только формировались. В то время, вероятно, в этом районе кружило гораздо больше крупных объектов, чем сегодня. И один из них, должно быть, попал в Мимас. С такой силой, чтобы этого хватило для образования гигантского кратера. Но при этом Мимас выдержал удар!
Нужно лететь на Мимас!
Было бы очень интересно гораздо больше узнать о Мимасе. В настоящему дню лишь четыре космических аппарата посещали Мимас. В 1979 году зонд «Пионер-11» пролетел мимо него на расстоянии более 100 000 километров. За ним последовал «Вояджер-1», это случилось в августе 1980 года. Расстояние до Мимаса составило чуть менее 90 000 километров. «Вояджер-2» пролетел на расстоянии более 300 000 километров от Мимаса в 1981 году.
Ученым приходилось довольствоваться лишь парой снимков, сделанных с относительно небольшого расстояния до тех пор, пока космический аппарат «Кассини» не прибыл в систему Сатурна в 2004 году. «Кассини» работал там до 2017 года. И подробно наблюдал за планетой и ее спутниками. Снова и снова он пролетал рядом с Мимасом. Ближе всего к спутнику зонд оказался 13 февраля 2010 года. Расстояние до спутника составило всего 9500 километров.
Мимас – всего лишь один из более 80 спутников Сатурна. И из нескольких сотен спутников планет Солнечной системы. Но, как и любое другое небесное тело, Мимас является совершенно особенным миром. О котором мы до сих пор знаем лишь малую часть того, что там можно обнаружить.