Цепочка Энки • Александр Яровитчук • Научная картинка дня на «Элементах» • Астрономия

Перед вами снимок поверхности спутника Юпитера Ганимеда, сделанный в 1997 году автоматической космической станцией «Галилео». В центре снимка видна цепочка из 13 ударных кратеров, наслаивающихся друг на друга. Это цепочка Энки, названная в честь шумерского бога воды Эа, или Энки. Ее длина составляет около 151 км.

Такие структуры на спутниках больших планет не редки. Они сформировались в результате столкновения астероидов с поверхностью спутника. У кратеров есть характерные признаки ударного взаимодействия: отношение глубины к диаметру равно 1:3, есть цокольный (приподнятые подстилающие породы) и насыпной (выброшенные из кратера обломки) валы, а также центральная возвышенность. Таким образом, морфология кратеров исключает их вулканическое или другое геологическое происхождение.

Существуют цепочки кратеров, которые возникают в результате вторичного падения поднятого вещества. То есть крупный астероид при столкновении поднимает более мелкие осколки, которые уже, в свою очередь, падают по цепочке. Но в таком случае с цепочкой должен быть связан гораздо более крупный кратер. Рядом с цепочкой Энки такого нет.

Поиск виновников, породивших цепочку Энки, оказался недолгим. Исследователей натолкнула на ответ комета Шумейкеров-Леви 9 (D/1993 F2), открытая в 1993 году. Во время полета вокруг Солнца она пролетела в непосредственной близости от Юпитера. Из-за притяжения гигантской планеты комета изменила свою траекторию, в результате чего, двигаясь по спирали, она стала вращаться вокруг Юпитера, постепенно падая на него. По мере ее приближения к планете на комету всё больше и больше влияла ее гравитация. Так как гравитация зависит от расстояния, часть кометы, которая была ближе к Юпитеру, испытывала более сильное притяжение, чем та, которая была дальше. Из-за этой разницы комету словно разрывало на части, внутри возникли приливные силы. С приближением к планете силы нарастали, и в какой-то момент стали больше, чем силы самогравитации, которые скрепляют частицы внутри твердого тела. В итоге комета разделилась на 21 часть и упала на Юпитер. Радиус круговой орбиты, где происходит разрушение, называют пределом Роша.

Так что, скорее всего, существовали другие кометы, которые разрушались подобным образом, и их обломки впоследствии сталкивались со спутниками. Двигаясь по практически одной и той же траектории, они падали вдоль одной линии недалеко друг от друга, образовывая цепочки кратеров. Так как скорость и угол столкновения почти одинаковы, кратеры имеют схожие размеры и одинаковую форму.

И всё же в цепочке Энки заметно небольшое увеличение размера кратеров к середине. Скорее всего, эта разница обусловлена массой и плотностью кусочков кометы. Самый большой кратер находится в центре цепочки, что соответствует столкновению с ядром кометы. От него расходятся более мелкие кратеры, которые соответствуют столкновениям с кусочками менее плотных слоев кометы. Это утверждение хорошо согласуется с механизмом приливного разрушения и строением комет (см. статью Разрушение небесных айсбергов).

Помимо цепочки Энки на главном фото можно разглядеть несколько интересных особенностей самого Ганимеда. На поверхности спутника встречаются участки двух типов: старые темные области со множеством кратеров (вверху слева) и более молодые светлые области (внизу справа), покрытые бороздами, канавками и гребнями. Комета упала на границе, разделяющей эти области. На светлом фоне видны еще более светлые выбросы — материал, поднятый с поверхности при ударе и разбросанный вокруг кратеров. На более темных участках выбросов не видно. Вероятно, это связано с тем, что сама поверхность и материал, поднятый из-под нее, одного цвета.

В нескольких кратерах светлой части можно заметить возвышенности. Такая возвышенность возникает в месте максимального сжатия пород из-за волновых эффектов (подобно капле, падающей на поверхность воды). На темной стороне они гораздо меньше или вообще отсутствуют. Этот факт может говорить о том, что породы на светлой стороне более мягкие и пластичные.

Так как перед «Галилео» и другими космическими аппаратами не стояла задача исследования цепочки Энки, определить ее точные параметры пока нельзя. Более детальное изучение этой и подобных цепочек может пролить свет на геологические процессы на Ганимеде. Количество таких цепочек кратеров в Солнечной системе указывает на то, что разрушение комет имеет относительно высокую периодичность — раз в 1–2 столетия.

Фото из статьи D. C. Richardson, 2014. Crater Chain (Impact, Primary) в Encyclopedia of Planetary Landforms. Длина масштабного отрезка — 50 км.

Александр Яровитчук

от mejor meta

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *