Необычное открытие сделала международная команда ученых под руководством Марка Еловитца из Открытого университета (Британия), которая продолжает анализировать данные, собранные американской научной миссией Cassini у планеты Сатурн.
Спутник Сатурна Рея был открыт Джованни Кассини в 1672 году. Современное название спутника предложил Джон Гершель (сын Вильяма Гершеля) в 1847-м. Среди спутников планеты Рея уступает по размерам только Титану, ее диаметр 1528 км. При этом она является самым большим спутником, не имеющим атмосферы. Рея состоит преимущественно из водяного льда и обладает небольшим каменным ядром.
Изучение геологии и топографии поверхности этого спутника стало одним из важных достижений миссии Сassini. Аппарат показал, что поверхность Реи сильно кратеризирована, имеет температуру от -173 до -240°С. При этом спутник активно бомбардируется веществом, составляющим кольцо Е Сатурна, что определяет богатый химический состав его поверхности.
Аппарат Cassini совершил несколько близких пролетов мимо Реи за время своей долгой миссии, завершившейся в 2017 году. Анализируя данные, полученные ультрафиолетовым спектрометром зонда при изучении поверхности Реи, ученые, среди которых есть специалисты по оптике, спектроскописты, планетологи из США, Великобритании, Индии и Тайваня, увидели, что спектр поверхности в основном представлен линиями поглощения воды, что наблюдается и на других ледяных спутниках Сатурна.
Однако они обратили внимание на странную широкую линию поглощения неизвестного вещества, на длине волны 184 нанометра.
«Мы заметили глубокий провал в спектре, задумались, что это может быть, и предположили, что это какой-то тип водяного льда, — пояснила Аманда Хендрикс, соавтор работы. — Это оставалось для нас загадкой долгое время».
Не зная, какое вещество на поверхности спутника дает эту линию в спектре, ученые провели лабораторные эксперименты с несколькими сложными молекулами и их соединениями. В ходе опытов они предположили, что лучшими кандидатами на источник этой линии могут быть моногидрат гидразина (N2H4) и хлороформ (CHCl3).
Не найдя возможных естественных источников для наличия на Рее хлороформа, ученые пришли к выводу, что источником загадочной линии является именно гидразин, известный как искусственно производимый компонент ракетного топлива — чрезвычайно токсичная жидкость.
По словам ученых, его наличие на Рее можно объяснить реакциями с участием водяного льда и аммиака или даже занесением его с богатой азотом атмосферы другого спутника — Титана. Однако гидразин мог оставить сам аппарат Cassini — он используется как топливо для его двигателей. Но в маневрах вблизи ледяных спутников эти двигатели не задействовались, поэтому ученые исключили такую возможность. Кроме того, при спектральных наблюдениях других ледяных спутников Сатурна подобной линии ранее не наблюдалось.
Обнаружение необычных веществ в космосе нередко становится предметов жарких споров среди астрономов. Так, в сентябре 2020 года британские ученые заявили об обнаружении в верхних облаках Венеры фосфина, который может указывать на наличие на планете живых организмов, поскольку о других, абиогенных источниках этого вещества не известно. Присутствие этих молекул фосфина с концентрацией 20 миллиардных частей было выявлено при помощи радиообсерватории ALMA в горах Чили и инфракрасного телескопа Джеймса Кларка Максвелла на Гавайях. Из-за высокой температуры и давления у поверхности, а также химического состава атмосферы Венера большинством ученых считается непригодной для жизни.
Однако недавно американские ученые, проанализировав громкое «открытие» британских коллег, показали, что фосфина в атмосфере Венеры нет, его ошибочно приняли за другое вещество — диоксид серы.
Недавно же американские ученые стали свидетелями удара небольшого метеороида по поверхности Меркурия. Это удалось благодаря анализу данных орбитальной миссии MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), шесть лет назад закончившей изучать эту планету. 21 декабря 2013 года высокоскоростной плазменный спектрометр FIPS на борту зонда, пролетавшего на высоте 5300 километров над солнечной стороной планеты, зафиксировал необычайно высокое содержание ионов натрия и кремния в составе солнечного ветра. Ученые обратили внимание, что эти ионы летели в узконаправленном пучке, почти в одном направлении и с одинаковой скоростью. Все это указывало на то, что ионы лишь недавно были выброшены в разреженную экзосферу планеты в результате удара метеороида о ее поверхность.