Уникальные эксперименты по моделированию условий ледяных спутников и карликовых планет продемонстрировали необычное поведение воды в космосе и выявили суть криовулканической активности.
Ученым удалось воспроизвести экстремальные условия, которые существуют на ледяных планетах в глубоком космосе, и выявить нестабильное поведение воды. В условиях отсутствия или минимального атмосферного давления в космосе вода ведет себя совершенно иначе, чем на Земле. Она одновременно кипит и замерзает.
Спутники крупных планет и некоторые небольшие планеты покрыты ледяной коркой, под которой, как предполагается, располагаются жидкие океаны. Аналогично тому, как лава, извергающаяся в результате вулканической активности, изменяет форму поверхности Земли, вода также изменяет структуру ледяных «лун» в процессе криовулканизма.
Чтобы понять, как нестандартное поведение воды может стать движущей силой геологических изменений на ледяных спутниках и небольших планетах, исследователи из Университета Шеффилда, Открытого университета и Чешской академии наук применили специально разработанную камеру низкого давления для создания условий, приближенных к вакууму, аналогичным тем, что наблюдаются на спутнике Юпитера Европе и спутнике Сатурна Энцеладе.
Оба ледяных спутника имеют замороженную поверхность. На Энцеладе температура на экваторе составляет -193 °C. Астрономы наблюдали признаки гигантских струй водяного пара и частиц воды, выбрасываемых в космос в результате вулканоподобного процесса, известного как взрывной криовулканизм.
Существует также родственный процесс, называемый эффузивным криовулканизмом, при котором жидкость выбрасывается в виде потока на поверхность ледяных «лун». Это похоже на поток лавы на Земле, однако обнаружить доказательства такой активности издалека даже с самым мощным телескопом затруднительно. Необходимо наблюдение с пролетающего рядом космического аппарата.
Исследовательская группа решила выяснить механизм криовулканизма, изучая поведение воды в условиях, приближенными к инопланетному вакууму. Результаты работы опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Ученые использовали камеру низкого давления, названную «Джордж» (the Large Dirty Mars Chamber, «Большая грязная марсианская камера»), которая располагается в Открытом университете. Впервые экспериментаторы смогли проводить исследования с относительно большими объемами воды и наблюдать происходящее через иллюминаторы.
