Российские ученые рассчитали высоту пылевого слоя над поверхностью Энцелада

Энцелад окружен плазмой магнитосферы Сатурна, а его ледяная поверхность постоянно взаимодействует с потоком заряженных частиц. В такой среде мельчайшие пылинки собирают на себя электроны и ионы и получают электрический заряд. После этого на них начинает действовать электрическое поле у поверхности спутника: одни частицы притягиваются к Энцеладу, а другие могут отталкиваться и зависать над ним. Так возникает пылевая плазма — разреженная смесь ионизованного газа и твердых частиц.

В модели ученые учли движение Энцелада через магнитосферу Сатурна. Плазма там вращается вместе с планетой со скоростью около 39 км/с, а сам спутник движется по орбите со скоростью 12,6 км/с. Поэтому относительно Энцелада поток плазмы движется со скоростью около 26,4 км/с.

Расчеты показали, что поверхность спутника при этом заряжается отрицательно. Ее потенциал составляет около −23 вольт, поэтому электрическое поле притягивает положительно заряженные частицы и отталкивает отрицательные. Часть отрицательно заряженных пылинок может зависать над поверхностью на определенной высоте, где электрическое отталкивание уравновешивает гравитацию.

По расчетам, слой заряженной пыли располагается на высоте примерно от 2,4 до 8,2 метра. Выше электрическое поле уже не может удерживать частицы. В этом диапазоне могут зависать пылинки размером от нескольких сотен нанометров до чуть более одного микрометра. Более крупные частицы электрическое поле уже не удерживает, и они оседают на поверхность под действием гравитации.

Пыли вблизи Энцелада немного, поэтому заметно влиять на окружающую плазму она не должна. Но знать, что происходит в нескольких метрах над поверхностью спутника, важно при подготовке будущих посадочных миссий. Под ледяной корой Энцелада, как предполагают, находится водный океан, поэтому интерес к спутнику остается высоким.

Иллюстрация: Пресс-центр РАН