Астрономія
Астрономія

Невстановлений сигнал у спектрі супутника Сатурна Реї приписали гідразину

Дослідники проаналізували спектри відбитого від поверхні супутника Сатурна Реї ультрафіолетового світла, про що вони пишуть у журналі Science Advances. Вони перебрали кілька кандидатів, щоб пояснити один із невстановлених сигналів у спектрі, та виявили, що найкраще його характеристикам відповідає гідразин моногідрат.

Що відомо про Рею?

Рея — другий за розміром супутник Сатурна. За допомогою місії «Кассіні-Гюйгенс» вчені змогли дізнатися більше про його геологію та особливості поверхні. Виявилося, що вона сильно кратерована, а в минулому, можливо, зазнала впливу процесів у надрах Реї. На це, зокрема, вказують частково згладжені великі ударні кратери релаксаційні та протяжні системи розломів, орієнтовані у напрямку з півночі на південь. Температура поверхні Реї коливається приблизно від 40 до 100 кельвінів та демонструє високе альбедо (відбивну здатність). Тому очікується, що вона складається в основному з водяного льоду, що також підтверджує спектроскопія.

NASA/JPL

NASA/JPL

Між її півкулями існує значна різниця. Супутник знаходиться на відстані близько 8,75 радіусів від Сатурна та обертається зі швидкістю 8,5 кілометрів на секунду. Це набагато повільніше, ніж швидкість плазми, що обертається навколо Сатурна зі швидкістю 86,3 кілометрів на секунду. Таким чином, півкуля, що повернута у напрямку від руху по орбіті, опромінюється плазмою, що рухається зі швидкістю 57 кілометрів на секунду. А іншу сторону Реї сильніше бомбардують частинки кільця Е Сатурна. Усе це призводить до складної хімії на поверхні супутника, хоча її склад в основному залишається невідомим.

Що вивчали дослідники?

Астрономи вивчили дані спектроскопії супутника, зібрані за допомогою ультрафіолетового випромінювання під час місії «Кассіні-Гюйгенс». Зокрема, їх цікавила неідентифікована смуга поглинання з центром біля 184 нанометрів.

Поверхня Реї та положення досліджуваних сигналів. Mark Elowitz et al.

Поверхня Реї та положення досліджуваних сигналів. Mark Elowitz et al.

Для пояснення сигналу дослідники вибрали кандидатів-молекул, що могли його створити, та проаналізували їх у лабораторії за допомогою ультрафіолетової спектроскопії. Виявилося, що найкраще до цих даних підходить гідразин моногідрат та кілька молекул, що містять хлор.

Щоб визначити, яка саме хімічна сполука створила такий сигнал, вчені дослідили можливі в умовах Реї джерела для кожного молекулярного виду. Результати відповідають або шару льоду з вмістом хлору, або змішуванню гідразину з водою у вигляді моногідрату. На думку вчених, останній сценарій більш вірогідний. Виробництво гідразину легше пояснити, ніж наявність будь-яких хлорвмісних похідних, оскільки він може бути отриманий у хімічних реакціях за участі водяного льоду та аміаку, або, можливо, доставляється з насиченої азотом атмосфери Титана, де сполука може бути синтезована.