Диона – это не только название салона красоты в Химках. Это ещё и имя спутника Сатурна, открытого итальянским астрономом Джованни Доменико Кассини. Произошло это замечательное событие в его парижской обсерватории в 1684 году.
Кассини не дал постоянное имя открытому небесному телу. Это произошло только в 19 веке, когда Джон Гершель предложил для спутников Сатурна имена, которые мы используем и по сей день. Имя Диона имеет то же происхождение, что и имя Диана. И буквально обозначает «богиня».
Эта богиня, однако, весьма скромна: её средний радиус составляет около 560 км, что составляет треть радиуса нашей Луны. Хотя другие похожие спутники Сатурна (Мимас и Энцелад) меньше Дионы. Как и Тефия, которая имеет радиус около 530 км.
Диона находится на расстоянии почти 380 000 км от Сатурна. То есть примерно на таком же расстоянии, на которое Луна удалена от Земли. Спутнику требуется около 2,7 суток, чтобы облететь Сатурн. А Луне требуется для совершения одного оборота вокруг Земли целых 4 недели. Причина подобной разницы – огромная масса Сатурна.
Поскольку наша Луна, «связанная» гораздо более скромной гравитационной силой, всегда обращена к Земле одной и той же стороной, астрономы давно подозревали, что и с Дионой произошло то же самое. И это предположение впоследствии подтвердилось.
Орбита Дионы почти идеально круглая. Её эксцентриситет имеет значение 0,002. Из-за такой орбиты небесное тело почти не подвержено влиянию приливных сил. Поэтому его внутренняя часть не такая горячая, как у других спутников Сатурна.
Орбита спутника Сатурна
Однако несмотря на то, что орбита Дионы кажется неинтересной, она влияет на орбиту Энцелада. Спутники находятся в так называемом «резонансе Лапласа» со значением 2:1. Это означает, что Дионе требуется в два раза больше времени, чтобы совершить один оборот вокруг Сатурна, чем Энцеладу. Как следствие последний подвергается значительному гравитационному влиянию. Что вызывает значительный эксцентриситет его орбиты. При этом Диона, имеющая значительно большую массу, чем Энцелад, почти не меняет своё удаление от Сатурна. И сохраняет почти круговую орбиту.
Любопытно, но в этом процессе целая цепь причин и следствий. Диона влияет на орбиту Энцелада, делая её более эксцентричной. И тем самым вызывает приливное нагревание недр спутника. Вследствие этого воздействия Энцелад имеет очень бурную внутреннюю динамику, криовулканы и все остальное. Криовулканизм Энцелада, в свою очередь, приводит к выбросу в космос большого количество материи. Из которой формируется кольцо E Сатурна. Но поскольку Диона сама погружена в кольцо Е, как и остальные спутники в этом районе, она страдает от медленного, но постоянного «снегопада», состоящего из мелких частиц кольца. Но в конечном итоге виновата в этом она сама! Ведь именно Диона запускает цепочку процессов, которые в конечном итоге постепенно покрывают её поверхность частицами из кольца.
Согласитесь, какими бы великолепными ни были изображения, которые мы можем получать, используя телескопы на Земле, абсолютно ничто не может сравниться с фотографиями, которые прислал на Землю «Вояджер-1».
Фотографируя Диону, «Вояджеры» показали астрономам типичный спутник, который «живёт» в далёком и холодном регионе Солнечной системы. Это покрытый льдом шар, лишённый атмосферы и покрытый кратерами разного размера.
Зонды также обнаружили довольно странные вещи на этом вполне «стандартном» спутнике. Первая из них была связана с кратерами. На Дионе их много, как на любом древнем спутнике, почти не имеющем атмосферы. Однако сосредоточены они на Дионе в весьма неожиданном месте.
Тайна кратеров
Как мы уже говорили, Диона всегда обращена к Сатурну одной и той же стороной. И в своём орбитальном движении она имеет как бы некую «переднюю» и «заднюю» части. При движении вокруг планеты-гиганта передняя часть спутника натыкается на большее количество объектов. Крупных или мелких, это не так важно. Несомненно одно: этих объектов Диона «ловит» своим «передом» гораздо больше, чем получает её задняя часть. Поэтому логично было бы ожидать большей концентрации кратеров на передней, чем на задней стороне спутника.
Однако вдруг оказалось, что на самом деле на «заднем дворе» Дионы их гораздо больше, чем на переднем! Это может показаться абсурдным. Но астрономы нашли вполне разумное возможное объяснение этому факту. Было высказано предположение, что когда-то давно Диона изменила направление вращения вокруг своей оси! Это вполне может объяснить, почему кратеры сгруппированы прямо противоположно ожидаемой конфигурации: просто большинство из них образовались до изменения направления вращения спутника!
Но что могло вызвать подобное изменение? Учитывая, что на Дионе есть несколько кратеров диаметром 100 км (то есть около 10% от диаметра самого спутника), ответ может быть очень простой: колоссальный удар от какого-то крупного объекта! Моделирование показывает, что объект, способный образовать кратер диаметром не менее 35 км, при ударе под правильным углом вполне мог заставить Диону изменить направление вращения вокруг своей оси. А поскольку очень крупных кратеров на спутнике немало, это объяснение выглядит вполне разумно.
Тайна белых полос
Второй удивительной вещью, обнаруженной на снимках «Вояджера», были вытянутые участки на поверхности очень яркого белого цвета. Эти «полосы» выглядят гораздо более ярче, чем остальная поверхность спутника. Которая, в общем-то, и так более или менее светлая.
К сожалению, разрешение снимков, полученных от «Вояджеров», было недостаточно высоким, чтобы увидеть эти белые структуры с необходимой чёткостью. И самое первое предположение об природе светлых полос оказалось неверным. Хотя не таким уж и глупым. В 1980 году было высказано предположение, что они возникли в результате работы криовулканов.
Чтобы развеять все сомнения (а в данном случае и установить ошибку) понадобились глаза более острые, чем у «Вояджеров». И я убеждён, что вы понимаете, о чём идёт речь. В 2004 году зонд «Кассини» вышел на орбиту вокруг Сатурна и начал радовать астрономов изображениями, которые время от времени вызывали у учёных на глазах настоящие крокодильи слезы.
«Кассини» собрал достаточно данных, чтобы дать учёным лучшее представление о характеристиках Дионы. И, кроме этого, эти данные позволили раскрыть секрет белых полос на поверхности спутника.
Диона имеет массу около 10^21 кг, что, конечно, мало что говорит. Если не сравнить её с чем-то другим. Наша Луна имеет массу около 7·10^22 кг. То есть её масса примерно в семьдесят раз больше массы Дионы.
Зная массу и объем Дионы, можно рассчитать её среднюю плотность. Которая для ледяного тела оказалась довольно велика: 1500 кг/м3. То есть спутник на 50% плотнее, чем вода. Диона, скорее всего, имеет каменное ядро под всем своим льдом. Так что это небесное тело больше, чем просто ледяной шар.
«Кассини» подобрался очень близко к Дионе. Зонд совершил несколько тщательно спланированных проходов мимо спутника. И сфотографировал его поверхность с максимально возможным разрешением. В том числе и загадочные светлые полосы.
Овраги Дионы
В 2011 году «Кассини» набрался смелости и храбро прошёл всего в 99 км от поверхности Дионы. Ближе, чем когда-либо прежде. И сделал он это не зря. Благодаря фотографиям этого маленького зонда у нас есть полная карта поверхности спутника!
Изучая эти снимки, астрономы вдруг поняли, что светлые полосы – это не наросты льда от криовулканизма. Это ледяные овраги! Из-за геологических процессов (в этом учёные были правы в своих предположениях) поверхность раскололась во множестве мест, образовав очень длинные овраги с перепадом между сторонами, которые могли достигать ста метров!
В 2010 году «Кассини» обнаружил следы атмосферы Дионы. Однако она имеет просто ничтожную плотность. И называть её атмосферой наверное нельзя. Скорее это просто «горстка» летающих вокруг спутника ионов.
Если Вы наш постоянный читатель, то наверняка спросите – а каковы перспективы колонизации Дионы? Можно ли создать на этом спутнике постоянно действующую базу?
Ответ на эти вопросы будет такой: Диона — достаточно безопасное место в сатурнианской подсистеме. Это геологически стабильное, далёкое от областей, сильно подверженных воздействию энергетических частиц космическое тело. Собственно, совсем неплохое место для создания базы
У Дионы есть ещё одно преимущество: огромное количество воды в виде льда, которое содержит спутник. Такое количество атомов водорода предполагает наличие большого количество тяжёлых изотопов, таких как дейтерий и тритий. Они могут стать в будущем хорошим источником топлива.
Если, конечно, у нас когда-нибудь будут корабли, использующие термоядерный синтез.
