Один из галилеевых спутников Юпитера, который является крупнейшим спутником Солнечной системы — Ганимед — вероятно, состоит из нескольких чередующихся слоёв льда и жидкой воды, подобно сэндвичу. К этому выводу пришли учёные в ходе исследования, финансируемого NASA, в рамках которого проводилось моделирование структуры спутника.
Ранее учёные придерживались мнения, что Ганимед содержит огромный подповерхностный океан, «зажатый» всего между двумя слоями льда: один находится сверху, другой — снизу.
По словам Steve Vance из Лаборатории реактивного движения, океан Ганимеда устроен примерно также, как дагвудовский сэндвич (Dagwood sandwich — большой многослойный сэндвич, в состав которого, как правило, входят несовместимые продукты). Именно так учёный сравнивает сходство спутника с любимым лакомством героя комиксов 30-50 гг. ХХ столетия «Блонди» («Blondie») Дагвуда Бамстеда (Dagwood Bumstead). Исследование, возглавляемое Steve Vance, представило новые теоретические доказательства модели, получившей название «сэндвич-модель», изначально предложенной командой Vance ещё в начале нынешнего года. Статья, посвящённая результатам исследования, в настоящее время готовится к публикации в журнале «Planetary and Space Science».
Полученные исследователями результаты подтверждают идею, согласно которой примитивная жизнь могла зародиться именно на ледяном спутнике. Учёные отмечают, что места, где вода и горная порода взаимодействуют друг с другом, играют чрезвычайно важную роль для развития жизни. Подтверждением этого является весьма популярная в последнее время теория, согласно которой жизнь на Земле образовалась в «пузырьках» гидротермальных источников, исходящих из дна океана.
До проведения этого исследования, учёные придерживались мнения, что скалистое морское дно Ганимеда было покрыто льдом, а вовсе не жидкой водой, что является серьёзной проблемой для возникновения жизни. Полученные данные, указывающие на «бутербродную» структуру Ганимеда, свидетельствуют об обратном. В частности, учёные не исключают, что первый слой в верхней части каменного ядра может быть представлен солёной жидкой водой.
По словам Vance, это очень хорошие новости для самого Ганимеда. Океан этого спутника огромен, к тому же характеризуется высоким давлением, так как ранее считалось, что плотный лёд должен был сформироваться у основания океана, объясняет Vance. После того, как исследователи видоизменили свои модели, сделав жидкий океан Ганимеда более солёным, оказалось, что жидкости достаточно плотные для того, чтобы опуститься на самое дно.
Учёные NASA начали подозревать о существовании океана в интерьере Ганимеда ещё в 70-х годах ХХ столетия, основываясь на моделях достаточно крупного спутника, который больше чем Меркурий. В 1990-х годах автоматический межпланетный аппарат NASA «Галилео» несколько раз облетел вокруг Ганимеда, подтвердив наличие океана на спутнике. Тогда было установлено, что океан простирается по меньшей мере на несколько сотен километров вглубь Ганимеда. Космический аппарат также нашёл доказательства солёных морей, вероятно, содержащих солёный сульфат магния.
Предыдущие модели океанов Ганимеда предполагали, что соль не изменяет состав жидкости, характеризующейся весьма высоким давлением. Vance и его команда посредством лабораторных экспериментов показали, насколько соль действительно способна увеличить плотность жидкости при экстремальных условиях в Ганимеде и прочих ледяных спутниках. Тот факт, что соль способна сделать океан более плотным, может показаться странным, но в этом можно лично убедиться, добавив в стакан с водой столовую ложку соли. Вместо того, чтобы увеличиться в объеме, жидкость сжимается и становится более плотной. Это происходит потому, что солевые ионы притягивают молекулы воды.
Когда учитываются различные формы льда, модели становятся более сложными. Лёд, который часто добавляют в напитки, принято называть «льдом I». Это наименее плотная форма льда, в результате чего она легче воды. Но при высоком давлении, подобном тому, что ощущают подводные лодки на значительных глубинах, ледяные кристаллические структуры становятся более компактными. При это лёд может стать достаточно плотным, чтобы быть тяжелее воды, следовательно, опуститься на морское дно. Самый плотный и самый тяжёлый лёд, который, как полагают исследователи, сохранился на Ганимеде, принято называть «льдом VI»
Моделируя эти процессы посредством компьютера, команда учёных, проводивших исследование, пришла к выводу, что океан Ганимеда «зажат» между тремя слоями льда, в дополнение к скалистому дну. Самый лёгкий лёд находится на вершине и самые солёные жидкости достаточно тяжёлые для того, чтобы опустится на самое дно. К тому же результаты моделирования указывают на наличие на спутнике весьма странного явления — «поверхностного снега». Ввиду того, что холодные течения океана находятся в постоянном движении, лёд в самом верхнем океаническом слое — «лёд III» — мог сформироваться непосредственно в морской воде. По мере образования льда, соль выпадает в осадок. Более тяжёлые соли, таким образом, падают вниз в результате чего на поверхности образовывается подобие снега. Этот «снег» тает прежде чем достигает вершины океана, возможно, оставляя «слякоть» в середине «сэндвича» спутника.
По словам Christophe Sotin из Лаборатории реактивного движения, неизвестно, как долго может существовать структура «дагвудовского сэндвича» Ганимеда. Это ещё предстоит выяснить в ходе последующих исследований, отмечает учёный.
