Kada Cassinimisija stigla u Saturnov sustav 2004. godine, otkrila je nešto prilično neočekivano na južnoj hemisferi Encelada. Iz stotina pukotina smještenih u polarnom području, perjanice vode i organskih molekula uočene su kako povremeno izbijaju. Ovo je bio prvi pokazatelj da bi Saturnov mjesec mogao imati unutarnji ocean uzrokovan hidrotermalnom aktivnošću blizu granice jezgra-plašt.
Prema a nova studija na temeljuCassinipodatke, koje je dobio prije nego što je zaronio u Saturnovu atmosferu 15. rujna , ova aktivnost možda traje već neko vrijeme. Zapravo, istraživački je tim zaključio da je mjesečeva jezgra, ako je dovoljno porozna, mogla proizvesti dovoljno topline za održavanje unutarnjeg oceana milijardama godina. Ova je studija do sada najohrabrujući pokazatelj da bi unutrašnjost Enceladusa mogla podržavati život.
Studija pod nazivom “ Pokretanje produljene hidrotermalne aktivnosti unutar Enceladusa “, nedavno se pojavio u časopisuAstronomija prirode.Studiju je vodio Gaël Choblet, istraživač s Planetarni i geodinamički laboratorij na Sveučilištu u Nantesu, a uključivali su članove NASA-inog laboratorija za mlazni pogon, Charles University i Institut znanosti o Zemlji i Geo- i kozmokemijski laboratorij na Sveučilištu u Heidelbergu.
Umjetnički prikaz moguće hidrotermalne aktivnosti koja se može odvijati na i ispod morskog dna Enceladusa. Zasluge: NASA/JPL
Prije nego što jeCassiniU mnogim preletima misije Enceladus, znanstvenici su vjerovali da je površina ovog mjeseca sastavljena od čvrstog leda. Tek nakon što su primijetili aktivnost perja, shvatili su da ima vodeni mlaznici koji su se protezali skroz dolje do toplovodnog oceana u njegovoj unutrašnjosti. Iz podataka dobivenih odCassini,znanstvenici su čak uspjeli napraviti obrazovana nagađanja o tome gdje se nalazi ovaj unutarnji ocean.
Sve u svemu, Enceladus je relativno mali mjesec, promjera oko 500 km (311 milja). Na temelju mjerenja gravitacije koje je izvršioCassini,Vjeruje se da njegov unutarnji ocean leži ispod ledene vanjske površine na dubinama od 20 do 25 km (12,4 do 15,5 milja). Međutim, ovaj površinski led se razrjeđuje na oko 1 do 5 km (0,6 do 3,1 milja) iznad južnog polarnog područja, gdje mlazovi vode i ledene čestice mlaze kroz pukotine.
Na temelju načina na koji Enceladus kruži oko Saturna uz određeno njihanje (aka. libracija), znanstvenici su uspjeli napraviti procjene dubine oceana, koju su postavili na 26 do 31 km (16 do 19 milja). Sve to okružuje jezgru za koju se vjeruje da se sastoji od silikatnih minerala i metala, ali koja je također porozna. Unatoč svim ovim nalazima, izvor unutarnje topline ostao je nešto kao otvoreno pitanje.
Taj bi mehanizam morao biti aktivan kada se Mjesec formirao prije nekoliko milijardi godina, a aktivan je i danas (što dokazuje trenutna aktivnost perjanice). Kao što je dr. Choblet objasnio u ESA-i izjava za medije :
“Odakle Enceladus dobiva trajnu snagu da ostane aktivan, uvijek je bilo malo misterija, ali sada smo detaljnije razmotrili kako bi struktura i sastav mjesečeve stjenovite jezgre mogli igrati ključnu ulogu u stvaranju potrebne energije.”
Mjerenja gravitacije NASA-ine svemirske letjelice Cassini i Deep Space Network sugeriraju da Saturnov mjesec Enceladus, koji ima mlazove vodene pare i leda koji izviru iz južnog pola, također skriva veliki unutarnji ocean ispod ledene školjke, kao što ova ilustracija prikazuje. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Godinama su znanstvenici nagađali da su plimne sile uzrokovane Saturnovim gravitacijskim utjecajem odgovorne za unutarnje zagrijavanje Encelada. Vjeruje se da je način na koji Saturn gura i vuče Mjesec dok slijedi eliptični put oko planeta ono što uzrokuje deformaciju Enceladove ledene ljuske, uzrokujući pukotine oko južnog polarnog područja. Vjeruje se da su ti isti mehanizmi odgovorni za unutarnji ocean tople vode u Europi.
Međutim, energija proizvedena trenjem plime i oseke u ledu preslaba je da bi bila protuteža gubitku topline koji se vidi iz oceana. S brzinom kojom Enceladov ocean gubi energiju u svemiru, cijeli bi se Mjesec smrznuo u roku od 30 milijuna godina. Slično, prirodno raspadanje radioaktivnih elemenata unutar jezgre (što je također sugerirano i za druge mjesece) također je oko 100 puta preslabo da bi objasnilo unutarnju aktivnost Encelada i perjanicu.
Kako bi to riješili, dr. Choblet i njegov tim proveli su simulacije Enceladusove jezgre kako bi utvrdili kakvi bi uvjeti mogli omogućiti zagrijavanje plime tijekom milijardi godina. Kako navode u svojoj studiji:
“U nedostatku izravnih ograničenja na mehanička svojstva Enceladusove jezgre, razmatramo širok raspon parametara za karakterizaciju stope trenja plime i oseke i učinkovitosti transporta vode poroznim strujanjem. Nekonsolidirana jezgra Enceladusa može se promatrati kao visoko granulirani/fragmentirani materijal, u kojem će plimna deformacija vjerojatno biti povezana s intergranularnim trenjem tijekom preuređivanja fragmenata.”
Umjetnički prikaz koji prikazuje unutarnji presjek kore Enceladusa, koji pokazuje kako hidrotermalna aktivnost može uzrokovati oblake vode na površini Mjeseca. Zasluge: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
Ono što su otkrili je da bi zaCassiniZapažanja koja treba potvrditi, Enceladova jezgra bi trebala biti izrađena od nekonsolidirane, lako deformabilne, porozne stijene. Ovu jezgru bi lako mogla prožimati tekuća voda, koja bi prodirala u jezgru i postupno se zagrijavala zbog plimnog trenja između klizećih fragmenata stijene. Kad bi se ta voda dovoljno zagrijala, dizala bi se prema gore zbog temperaturnih razlika s okolinom.
Ovaj proces u konačnici prenosi toplinu u unutarnji ocean u uskim perjanicama koje se uzdižu do Enceladove ledene školjke. Jednom tamo, uzrokuje topljenje površinskog leda i stvaranje pukotina kroz koje mlazovi dopiru u svemir, izbacujući vodu, čestice leda i hidratizirane minerale koji napuniti Saturnov E-prsten . Sve je to u skladu s zapažanjima koje je iznioCassini,i održiv je s geofizičke točke gledišta.
Drugim riječima, ova studija može pokazati da bi djelovanje u jezgri Encelada moglo proizvesti potrebno zagrijavanje za održavanje globalnog oceana i stvaranje pljusne aktivnosti. Budući da je ova akcija rezultat strukture jezgre i plime interakcije sa Saturnom, savršeno je logično da se događa milijardama godina. Dakle, osim pružanja prvog koherentnog objašnjenja za aktivnost Enceladusa perja, ova studija je također snažan pokazatelj nastanjivosti.
Kako su znanstvenici shvatili, životu treba puno vremena da se pokrene. Na Zemlji se procjenjuje da su prvi mikroorganizmi nastali nakon 500 milijuna godina, a vjeruje se da su hidrotermalni otvori odigrali ključnu ulogu u tom procesu. Trebalo je još 2,5 milijardi godina da se prvi višestanični život razvije, a kopnene biljke i životinje postoje tek posljednjih 500 milijuna godina.
Stoga je vrlo ohrabrujuće znati da su mjeseci poput Encelada – koji imaju potrebnu kemiju za život – također imali potrebnu energiju milijardama godina. Može se samo zamisliti što ćemo pronaći nakon što buduće misije počnu pregledavajući njegove perjanice pobliže!
Daljnje čitanje: OVAJ , Astronomija prirode
