Když Cassinimise dorazil do systému Saturn v roce 2004, objevil na jižní polokouli Enceladu něco dosti neočekávaného. Ze stovek trhlin nacházejících se v polární oblasti byly pozorovány oblaky vody a organické molekuly, které pravidelně chrlí ven. To byl první náznak, že Saturnův měsíc může mít vnitřní oceán způsobený hydrotermální aktivitou poblíž hranice jádra a pláště.
Podle a nové studium na základěCassinidata, která získala před ponorem do atmosféry Saturnu 15. září , tato aktivita už může nějakou dobu probíhat. Ve skutečnosti studijní tým dospěl k závěru, že pokud je měsíční jádro dostatečně porézní, mohlo by vytvořit dostatek tepla k udržení vnitřního oceánu po miliardy let. Tato studie je zatím nejpovzbudivějším náznakem, že vnitřek Enceladu by mohl podporovat život.
Studie s názvem „ Napájení prodloužené hydrotermální aktivity uvnitř Enceladu “, nedávno se objevil v časopiseAstronomie přírody.Studii vedl Gaël Choblet, výzkumník s Planetární a geodynamická laboratoř na univerzitě v Nantes a zahrnovali členy z NASA's Jet Propulsion Laboratory, Univerzita Karlova a Ústav věd o Zemi a Geo- a kosmochemická laboratoř na univerzitě v Heidelbergu.
Umělecké ztvárnění možné hydrotermální aktivity, která se může odehrávat na a pod mořským dnem Enceladu. Poděkování: NASA/JPL
PředCassiniPři mnoha průletech mise Enceladus se vědci domnívali, že povrch tohoto měsíce se skládá z pevného ledu. Teprve poté, co si všimli aktivity chocholu, si uvědomili, že ano vodní trysky, které sahaly až dolů do teplovodního oceánu v jeho nitru. Z údajů získaných odCassini,vědci byli dokonce schopni kvalifikovaně odhadnout, kde leží tento vnitřní oceán.
Celkově vzato, Enceladus je relativně malý měsíc, měří asi 500 km (311 mi) v průměru. Na základě gravitačních měření provedených společnostíCassini,věří se, že jeho vnitřní oceán leží pod ledovým vnějším povrchem v hloubkách 20 až 25 km (12,4 až 15,5 mil). Tento povrchový led se však ztenčuje na asi 1 až 5 km (0,6 až 3,1 mil) nad jižní polární oblastí, kde výtrysky vody a ledových částic tryskají trhlinami.
Na základě způsobu, jakým Enceladus obíhá Saturn s určitým kolísáním (alias librace), byli vědci schopni odhadnout hloubku oceánu, který umístili na 26 až 31 km (16 až 19 mil). To vše obklopuje jádro, o kterém se předpokládá, že se skládá ze silikátových minerálů a kovu, ale které je také porézní. Přes všechna tato zjištění zůstává zdroj vnitřního tepla jakousi otevřenou otázkou.
Tento mechanismus by musel být aktivní, když se Měsíc tvořil před miliardami let a je aktivní dodnes (jak dokazuje současná aktivita oblaků). Jak vysvětlil Dr. Choblet v ESA tiskové prohlášení :
'Odkud Enceladus získává trvalou energii, aby zůstal aktivní, bylo vždy trochu záhadou, ale nyní jsme podrobněji zvažovali, jak by struktura a složení kamenného jádra měsíce mohly hrát klíčovou roli při generování potřebné energie.'
Gravitační měření sondou Cassini a sítí Deep Space Network NASA naznačují, že Saturnův měsíc Enceladus, který má výtrysky vodní páry a led tryskající z jeho jižního pólu, také ukrývá velký vnitřní oceán pod ledovou skořápkou, jak znázorňuje tento obrázek. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Po celá léta vědci spekulovali, že za vnitřní zahřívání Enceladu jsou zodpovědné slapové síly způsobené gravitačním vlivem Saturnu. Způsob, jakým Saturn tlačí a táhne Měsíc, když sleduje eliptickou dráhu kolem planety, je také považován za to, co způsobuje deformaci ledové skořápky Enceladu, což způsobuje trhliny kolem jižní polární oblasti. Tyto stejné mechanismy jsou považovány za to, co je zodpovědné za vnitřní teplovodní oceán Evropy.
Energie produkovaná přílivovým třením v ledu je však příliš slabá na to, aby vyrovnala tepelné ztráty pozorované z oceánu. Při rychlosti, kterou oceán Enceladu ztrácí energii do vesmíru, by celý měsíc zamrzl do 30 milionů let. Podobně přirozený rozpad radioaktivních prvků v jádru (který byl navržen i pro jiné měsíce) je také asi 100krát příliš slabý na to, aby vysvětlil vnitřek Enceladu a aktivitu oblaků.
K vyřešení tohoto problému Dr. Choblet a jeho tým provedli simulace jádra Enceladu, aby určili, jaké podmínky by mohly umožnit přílivové ohřívání po miliardy let. Jak uvádějí ve své studii:
'Při absenci přímých omezení mechanických vlastností jádra Enceladusu zvažujeme širokou škálu parametrů pro charakterizaci rychlosti slapového tření a účinnosti transportu vody porézním prouděním.' Na nezpevněné jádro Enceladu lze pohlížet jako na vysoce zrnitý/fragmentovaný materiál, ve kterém je slapová deformace pravděpodobně spojena s mezikrystalovým třením během přeskupování fragmentů.
Umělecké ztvárnění zobrazující vnitřní průřez kůrou Enceladu, který ukazuje, jak může hydrotermální aktivita způsobovat oblaky vody na povrchu Měsíce. Poděkování: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
Zjistili, že v pořadíCassiniPozorování, která mají být potvrzena, by jádro Enceladu muselo být vyrobeno z nezpevněné, snadno deformovatelné, porézní horniny. Toto jádro by mohlo být snadno prostoupeno kapalnou vodou, která by prosakovala do jádra a postupně by se ohřívala prostřednictvím slapového tření mezi klouzavými úlomky hornin. Jakmile byla tato voda dostatečně zahřátá, stoupala vzhůru kvůli teplotním rozdílům s okolím.
Tento proces nakonec přenáší teplo do vnitřního oceánu v úzkých oblacích, které stoupají k ledové skořápce Enceladu. Jakmile se tam dostane, způsobí tání povrchového ledu a vytváření trhlin, jimiž trysky pronikají do vesmíru a chrlí vodu, ledové částice a hydratované minerály, které doplnit Saturnův E-prsten . To vše je v souladu s pozorováním, které učinilCassini,a je udržitelný z geofyzikálního hlediska.
Jinými slovy, tato studie je schopna prokázat, že působení v jádře Enceladu by mohlo způsobit nezbytné zahřátí pro udržení globálního oceánu a produkování aktivity vlečky. Protože tato akce je výsledkem struktury jádra a slapové interakce se Saturnem, je naprosto logické, že k ní dochází již miliardy let. Takže kromě poskytnutí prvního koherentního vysvětlení aktivity vlečky Enceladu je tato studie také silným ukazatelem obyvatelnosti.
Jak vědci pochopili, život trvá dlouho, než se rozběhne. Na Zemi se odhaduje, že první mikroorganismy vznikly po 500 milionech let a předpokládá se, že hydrotermální průduchy sehrály v tomto procesu klíčovou roli. Trvalo dalších 2,5 miliardy let, než se vyvinul první mnohobuněčný život, a suchozemské rostliny a zvířata existují pouze posledních 500 milionů let.
Vědomí, že měsíce jako Enceladus – který má nezbytnou chemii pro podporu života – mají také potřebnou energii po miliardy let, je proto velmi povzbudivé. Lze si jen představit, co najdeme, jakmile začnou budoucí mise kontrola jeho chocholů blíže!
Další čtení: TENTO , Astronomie přírody