Тефия
Тефия — ледяной спутник Сатурна диаметром около 1062 км, пятый по величине среди его лун. Она выделяется очень низкой плотностью и двумя огромными деталями рельефа: ударным кратером Одиссей и каньоном Итака. Обе структуры занимают значительную часть поверхности небольшого спутника.[1][4]
Снимки и измерения аппарата Cassini показали, что поверхность Тефии неоднородна даже там, где в обычном свете она кажется почти одинаково белой. На ней обнаружены тонкие красноватые дуги и область с необычным чередованием дневных и ночных температур.[5][6]
Размеры и физические характеристики
Средний радиус Тефии составляет 531,1 км, а диаметр — примерно 1062 км. Это почти в 3,3 раза меньше диаметра Луны. При массе около 6,18 × 1020 кг её средняя плотность равна всего 0,984 г/см³ — примерно плотности жидкой воды.[1]
Такое сочетание размеров и массы указывает на преобладание водяного льда и небольшое содержание каменного вещества. По составу Тефия значительно ближе к почти полностью ледяному телу, чем Титан или Энцелад, у которых доля каменного материала существенно выше.[2]
Ускорение свободного падения у поверхности — около 0,146 м/с², примерно в 67 раз меньше земного. Ледяная поверхность покрыта ударными кратерами и разломами; многие крупные древние образования имеют сглаженные очертания.[1][7]
Орбита и вращение
Тефия обращается вокруг Сатурна на расстоянии около 295 тыс. км от его центра. Орбита слабо вытянута, а один оборот занимает 45 часов 18 минут. За одну земную неделю спутник успевает пройти вокруг Сатурна почти четыре раза.[3]
Вращение Тефии синхронизировано с обращением: к планете всегда направлено одно полушарие.[2] При этом ведущее полушарие, обращённое вперёд по орбитальному движению, и ведомое полушарие испытывают разное воздействие частиц окружающей среды. Эти различия проявляются в цвете и тепловых свойствах поверхности.[8]
Кратер Одиссей
Одиссей — крупнейшая ударная структура Тефии. Его поперечник составляет около 450 км, то есть более 40% диаметра самого спутника. На снимках Cassini кратер занимает огромную часть ведущего полушария.[4]
Несмотря на размеры, Одиссей выглядит сравнительно неглубоким. Его вал и центральная область со временем сгладились. Такое строение связывают с медленной деформацией ледяных пород: древний рельеф постепенно изменялся под действием собственного веса.[9]
Каньон Итака
Итака — протяжённая система впадин, пересекающая значительную часть Тефии. В обзорах её общая длина оценивается примерно в 2000 км, а ширина на отдельных участках достигает 100 км. Глубина составляет несколько километров.[10][11][2]
По одной из гипотез, Итака образовалась при расширении недр: вода под уже затвердевшей наружной оболочкой замерзала, увеличивалась в объёме и растягивала кору. Другая гипотеза связывает систему разломов с последствиями удара, сформировавшего Одиссей.[2]
Сама Итака и окружающие области испещрены более поздними кратерами. На мозаике Cassini видны сглаженные склоны и следы длительной ударной переработки. Это свидетельствует о древности разлома, хотя его точный возраст и механизм образования остаются предметом исследования.[7]
Красноватые дуги
На цветных снимках апреля 2015 года Cassini обнаружил на Тефии узкие изогнутые полосы. Их ширина составляет несколько километров, а протяжённость достигает сотен километров. Для выделения слабых цветовых различий использовали изображения в нескольких спектральных фильтрах.[5]
В естественных цветах поверхность выглядит гораздо однороднее. Красноватый оттенок дуг особенно заметен на изображениях с усиленными цветовыми различиями. Исследователи рассматривали несколько объяснений: лёд с химическими примесями, выход вещества из недр или связь с трещинами, слишком узкими для уверенного различения на имеющихся снимках.[5]
Сами полосы наблюдаются непосредственно, но их красноватый цвет ещё не устанавливает состав вещества или конкретный геологический процесс.[5]
Тепловые свойства поверхности
Инфракрасные измерения Cassini выявили на ведущем полушарии область, напоминающую по очертаниям персонажа игры Pac-Man. О находке сообщили в 2012 году. В данных, полученных 14 сентября 2011 года, часть этой области днём была примерно на 15 К холоднее соседних участков.[6]
Особенность связывают с воздействием высокоэнергичных электронов магнитосферы Сатурна. Они изменяют структуру рыхлого поверхностного льда, делая его более уплотнённым. Такой материал медленнее нагревается днём и медленнее остывает ночью.[6]
Исследование 2019 года подтвердило, что тепловая инерция внутри аномальной области примерно втрое выше, чем снаружи, тогда как различия в болометрическом альбедо невелики. Это указывает прежде всего на различия физических свойств поверхностного слоя, а не только на неодинаковое поглощение солнечного света.[8]
На Тефию также попадают ледяные частицы кольца E, которое пополняется выбросами Энцелада. Поэтому её поверхность одновременно изменяется под действием облучения и покрывается новым мелким ледяным материалом.[6][8]
Телесто и Калипсо
По той же орбите вокруг Сатурна движутся два небольших спутника — Телесто и Калипсо. Телесто опережает Тефию примерно на 60°, а Калипсо отстаёт от неё приблизительно на такой же угол.[12]
Они находятся в окрестностях треугольных точек Лагранжа L4 и L5 системы Сатурн — Тефия. Такие тела называют троянскими спутниками. Телесто и Калипсо обращаются вокруг Сатурна совместно с Тефией, сохраняя устойчивую конфигурацию.[12][13]
Открытие и исследования
Джованни Доменико Кассини открыл Тефию 21 марта 1684 года. Имя спутника связано с Тефией, титанидой древнегреческой мифологии, супругой Океана. Название предложил Джон Гершель; многие детали рельефа впоследствии получили имена из гомеровской «Одиссеи».[2]
Первые близкие изображения передали Voyager 1 в 1980 году и Voyager 2 в 1981 году. Они позволили рассмотреть Одиссей и Итаку. В 2004–2017 годах систему Сатурна исследовал Cassini, значительно повысивший подробность карт и добавивший спектральные и тепловые измерения.[14][7]
В частности, мозаика южной области Тефии, снятая 24 сентября 2005 года, показывает поверхность с масштабом около 370 м на пиксель. На ней различимы древние сглаженные образования и более свежие кратеры с отчётливыми краями и ярким дном.[7]
См. также
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Planetary Satellite Physical Parameters // NASA JPL. Тефия: решение SAT441. Масса вычислена из GM с использованием G = 6,67430 × 10−11 м³/(кг·с²).
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 Tethys // NASA Science.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Planetary Satellite Mean Elements // NASA JPL. Тефия: средние элементы на 1 января 2000 года, 12:00 TDB.
- ↑ 4,0 4,1 Epic Odysseus // NASA Science. 12 марта 2010.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Red Arcs on Tethys // NASA Science. 29 июля 2015.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Cassini Finds a Video Gamers’ Paradise at Saturn // NASA/JPL-Caltech. 26 ноября 2012.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 Tethys in Full View // NASA/JPL/Space Science Institute. Мозаика Cassini, PIA07738.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Howett C. J. A. et al. Maps of Tethys’ Thermophysical Properties // Icarus. 2019. DOI: 10.1016/j.icarus.2018.12.018.
- ↑ Thomas P. J., Squyres S. W. Relaxation of Impact Basins on Icy Satellites // Journal of Geophysical Research. 1988. Vol. 93. Архив NASA NTRS.
- ↑ Tethys’ Great Rift // NASA Science. 2005.
- ↑ Tethys’ Ithaca Chasma // NASA Science. 2004.
- ↑ 12,0 12,1 Telesto // NASA Science.
- ↑ Calypso // NASA Science.
- ↑ Cassini-Huygens // NASA Science.