< Китай запустил луноход для первой посадки на обратную сторону Луны

Об изотопных отношениях водорода и углерода в системе Сатурна

Высокое содержание дейтерия и углерода-13 в составе Фебы, спутника Сатурна, говорит о ее происхождении в самых внешних, наиболее холодных областях Солнечной системы. При этом изотопное отношение D/H в кольцах Сатурна и в составе его регулярных спутников оказалось близким к земному.

---

Владислава Ананьева

Изучение изотопных отношений различных элементов играет важную роль в определении происхождения и эволюции небесных тел. Одним из важнейших изотопных отношений является отношение дейтерия к водороду D/H. Дейтерий образовался в первые минуты после Большого взрыва и с тех пор постепенно разрушается в ядерных реакциях, идущих в недрах звезд и коричневых карликов. Во времена формирования Солнечной системы отношение D/H в межзвездной среде Галактики составляло 0.25·10^-4, сейчас оно гораздо ниже – около 0.016·10^-4. Первоначальное (соответствующее составу протопланетного диска) количество дейтерия сохранилось в планетах-гигантах Юпитере и Сатурне, однако во внутренней части Солнечной системы (на Земле, на Марсе, на Весте, на астероидах C– и S-типа) оно примерно в 6 раз выше и близко к 1.5·10^-4. В воде земных океанов D/H = 1.56·10^-4.

КА «Кассини» с помощью спектрометра VIMS измерял содержание дейтерия, входящего в состав молекул воды, по характерной полосе поглощения вблизи 4.13 мкм. Спектры колец и спутников Сатурна сравнивались со спектрами лабораторных образцов водяного льда, загрязненного некоторым количеством дейтерия (точнее, молекулами HDO и D₂O). Это позволило определить отношение D/H для разных тел, входящих в систему Сатурна.

Что же оказалось? Отношение D/H в кольцах Сатурна и в ледяной коре его спутников (за исключением Фебы) близко к земному, зато у Фебы оно в 8.3 раза выше! Это самое высокое отношение D/H, зафиксированное для поверхности небесного тела в Солнечной системе. 

Феба – крупнейший из нерегулярных спутников Сатурна, она была открыта еще в 1898 году. Феба вращается вокруг Сатурна по ретроградной (наклонение к экватору планеты 174.8°) эллиптической орбите с большой полуосью 12.9 млн. км и эксцентриситетом 0.164, и делает один оборот за 548.2 суток (полтора земных года). Ее размеры можно грубо аппроксимировать трехосным эллипсоидом с величиной осей 230х220х210 км. Необычная орбита Фебы почти сразу вызвала к жизни гипотезу, что она не образовалась из протоспутникового диска, а была захвачена Сатурном, и ее необычный изотопный состав это подтверждает.

---