V roce 2005 nám sonda Cassini od NASA poskytla neuvěřitelný pohled na Enceladus, který chrlí fontány vodní páry a ledu. Tato akce vytváří obrovské halo plynu, prachu a ledu, které obklopuje tento saturnský satelit a umožňuje vytvoření prstence E planety. Nyní je Enceladus opět v centru pozornosti jako jediný měsíc ve sluneční soustavě, o kterém je známo, že významně přispívá k chemii své mateřské planety.
Začátkem tohoto roku ESA oznámila, že její Herschelova vesmírná observatoř pozorovala kolem Saturnu obrovský torus vodní páry, který zjevně pocházel z Enceladu. Pokrývá přibližně 600 000 kilometrů napříč a běží asi 60 000 kilometrů hluboko, ale zdá se, že více než jeho velikost dělá... přidává vodu do horní atmosféry Saturnu. Protože pára není detekovatelná na viditelných vlnových délkách, přišlo toto pozorování jako zjevení pro Herschelův dalekohled.
„Herschel poskytuje dramatické nové informace o všem, od planet v naší vlastní sluneční soustavě až po galaxie vzdálené miliardy světelných let,“ řekl Paul Goldsmith, vědec projektu NASA Herschel v Jet Propulsion Laboratory NASA, Pasadena, Kalifornie.
Zatímco Herschelovo infračervené pozorování je nové, indikace torusu páry kolem Saturnu nikoli. Mise Voyager a Hubble NASA poskytly astronomům v minulosti vodítka. V roce 1997 Infračervená vesmírná observatoř Evropské vesmírné agentury citovala vodu v atmosféře Saturnu a o dva roky později to satelit NASA Submilimeter Wave Astronomy Satellite znovu potvrdil. Ale toto potvrzení jen přidalo do hádanky. Voda nalezená v nižších úrovních mraků Saturnu nemohla stoupat přes chladnější horní palubu... Odkud se tedy voda vzala? Odpověď přišla ve formě Herschelových pozorování a velmi chytrého počítačového modelování.
'Úžasné je, že model, který je jednou iterací v dlouhé řadě cloudových modelů, byl vytvořen bez znalosti pozorování.' říká Tim Cassidy, nedávný postdoktorandský výzkumník v JPL, který nyní působí v Laboratoři pro atmosférickou a vesmírnou fyziku University of Colorado v Boulderu. 'Ti z nás v této malé modelářské komunitě používali data z Cassini, Voyageru a Hubbleova dalekohledu spolu se zavedenou fyzikou.' Nečekali jsme tak podrobné ‚obrázky‘ torusu a shoda mezi modelem a daty byla úžasným překvapením.“
Prostřednictvím těchto simulací vědci předpokládali, že velká část vody v torusu byla jednoduše ztracena ve vesmíru a část je tažena zpět gravitací, aby se přidal materiál do Saturnových prstenců. Nicméně nejzajímavějších je těch 3-5%, které se dostaly zpět do atmosféry Saturnu. Kolik vodní páry je tam venku? Díky kombinaci informací z Herschela a přístroje Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) na palubě kosmické lodi Cassini jsme zjistili, že každou minutu je z Enceladu vyvrženo asi 12 000 kilogramů. Dokážete si představit, kolik by to dalo dohromady za rok… nebo více?!
'Pomocí Herschelova měření torusu z let 2009 a 2010 a našeho modelu mraků jsme byli schopni vypočítat zdroj vodní páry pocházející z Enceladu,' řekl Cassidy. 'Velmi se shoduje s nálezem UVIS, který používal úplně jinou metodu.'
„Vidíme, jak voda opouští Enceladus, a můžeme detekovat konečný produkt – atomový kyslík – v systému Saturn,“ řekla členka vědeckého týmu Cassini UVIS Candy Hansen z Planetary Science Institute, Tucson, Arizona. „S Herschelem je to velmi pěkné. sledovat, kam to mezitím půjde.“
Nepatrné procento se sčítá s nějakými mocně velkými čísly a molekuly vody z torusu do značné míry ovlivňují atmosféru Saturnu tím, že přispívají vodíkem a kyslíkem.
'Když voda visí v torusu, podléhá procesům, které disociují molekuly vody,' řekl Hansen, 'nejprve na vodík a hydroxid a potom se hydroxid disociuje na vodík a atomární kyslík.' Tento kyslík je rozptýlen systémem Saturn. „Cassini objevila atomový kyslík při svém přiblížení k Saturnu, než se dostala na oběžnou dráhu. V tu chvíli nikdo nevěděl, odkud to jde. Teď ano.'
Uplynulo jen několik dní, kdy jsme se nedozvěděli něco nového o Sluneční soustavě a jejím vnitřním fungování. Díky pozorování, jako je ta, která provedla Herschelova vesmírná observatoř, a misím, jako je Cassini-Huygens, jsme schopni dále porozumět dynamice, která se skrývá za krásou… a jak může malý hráč sehrát hlavní roli.
'Hluboký vliv tohoto malého měsíce Enceladus na Saturn a jeho prostředí je ohromující,' řekl Hansen.
Původní zdroj příběhu: Tisková zpráva JPL .