Реки на астероидах? Как долго вода может оставаться жидкой на безвоздушных мирах?

Вопрос о наличии жидкой воды за пределами Земли волнует человечество уже не одно десятилетие. Особый интерес представляют безвоздушные небесные тела, такие как Веста, Церера и Европа, где следы былой водной активности могут скрываться под ледяной коркой. Но как долго вода, или, возможно, рассолы, могут оставаться жидкими в условиях крайне низкого давления после удара метеорита? Эксперименты, проведенные в лаборатории реактивного движения NASA, проливают свет на эту загадку.

Представьте себе безвоздушный мир, лишенный привычной нам атмосферы. Метеорит врезается в поверхность, высвобождая скрытые под поверхностью запасы льда. В условиях вакуума лед может не только таять, но и мгновенно испаряться. Но что если в этой смеси присутствуют соли? Именно этот вопрос лег в основу экспериментов, проведенных с помощью уникальной установки DUSTIE, имитирующей условия на безвоздушных небесных телах.

Ученые моделировали падение метеорита, создавая резкое падение давления в камере с водой, рассолом и смесью воды/рассола с частицами различного размера и формы, имитирующими реголит. Оказалось, что чистая вода замерзает в вакууме практически мгновенно. А вот рассол, содержащий 23% хлорида натрия (поваренной соли), демонстрирует удивительную живучесть. Даже в условиях экстремально низкого давления он оставался жидким на протяжении десятков минут. Это открытие имеет колоссальное значение для понимания процессов, формирующих рельеф безвоздушных миров.

Добавление частиц, имитирующих реголит, ускоряло замерзание как воды, так и рассола. Это может быть связано с уменьшением общего объема жидкости в образце или с тем, что частицы выступают в качестве центров кристаллизации льда. Однако, в реальных условиях на Весте и Церере толщина потоков, вероятно, значительно больше, чем в лабораторных экспериментах, что может увеличить время, необходимое для полного замерзания.

Еще один интересный результат — образование твердой корки на поверхности рассола. Эта корка, подобно крышке, изолирует оставшуюся жидкость от вакуума и замедляет ее испарение. Подобный феномен наблюдается и на Земле, например, в лавовых трубках, где застывшая лава защищает расплавленную породу внутри.

Введение перемешивания в рассол с помощью специального вращающегося элемента привело к неожиданным результатам. Интенсивное перемешивание разрушало формирующуюся корку и ускоряло замерзание. Это говорит о том, что динамика потоков на Весте и Церере может играть ключевую роль в сохранении жидкости.

Эти эксперименты показывают, что наличие солей может значительно продлить жизнь жидкой воды на безвоздушных небесных телах. Образование защитной корки также способствует сохранению жидкости. Однако, влияние динамики потоков на процесс замерзания требует дальнейшего изучения. Полученные результаты открывают новые горизонты в понимании эволюции безвоздушных миров и поиска следов внеземной жизни. Возможно, именно в этих скрытых резервуарах рассола, защищенных ледяной коркой, таится ключ к разгадке одной из самых больших тайн Вселенной.