Senest sa vi farvel med romfartøyet Cassini, som, etter 13 år med trofast tjeneste for Saturn og satellittene, falt direkte ned i avgrunnen til den gigantiske planetens atmosfære. Årsaken til denne store finalen var advarselen om muligheten for at Cassini skulle krasje inn i en av Saturns måner - spesielt Enceladus.
Enceladus er unik for sitt gardin av geysirer og indre hav. I dag er denne lille isete månen ansett som et potensielt habitat for livet, så vi kunne ikke la den bli forurenset av Cassini-romfartøyet. Ny forskning, publisert i Nature Astronomy, antyder at dette havet har eksistert under overflaten av Enceladus i veldig lang tid - lenge nok til å skape forutsetninger for livet å utvikle seg.
Enceladus Geysers er utslipp av salte vann-isblandinger med spor av karbondioksid, ammoniakk, metan og andre hydrokarboner som bryter ut fra sprekker i den sørpolære regionen Enceladus. Det var på grunn av disse geysirene at forskere bestemte seg for at Enceladus måtte ha et underjordisk hav og at dette havet er aktivt (konvektiv). Senere observasjon viste at hydrogen var til stede i utslippene, noe som førte til en ytterligere konklusjon om hydrotermisk aktivitet - kjemiske reaksjoner forårsaket av samspillet mellom vann og stein. Men forskere klarte ikke å forklare hva slags varmekilde som kunne føre til denne aktiviteten.
Med ytterligere observasjoner forsterket mysteriet med den manglende varmekilden bare. Geysirer er assosiert med de såkalte "tiger stripes" - et sett med fire parallelle feil på overflaten, 100 kilometer lange og 500 meter dype. Disse båndene er varmere enn resten av isskorpen, så det ble antatt at de må være sprekker i isen. Det er nesten ingen slagkratere i området med tigerstripene, så de må være veldig unge, i størrelsesorden en million år. Enhver modell som kan forklare varmekilden, må også ta hensyn til dens fokuserte natur - verdenshavet, men hvorfor er bare den sørpolare regionen aktiv?
I flere år på rad har forskere foretrukket forklaringen av "tidevannsoppvarming" - resultatet av samspillet mellom kropper av planetariske størrelser. For eksempel er tidevannsinteraksjon med vår egen måne ansvarlig for utløpet og strømmen av vann på jorden. Enceladus er i orbital resonans med månen Dione, som påvirker formen til Enceladus 'bane rundt Saturn. Men denne påvirkningen er ikke nok til å forklare kraften som kreves for å holde geysirene aktive - omtrent 5 GW. Det ville være nok for en by på størrelse med St. Petersburg.
Porøs kjerne
Kampanjevideo:
Forskere var nær å løse puslespillet da de så på den interne strukturen til Enceladus. Denne månen har lav nok tetthet til at den hovedsakelig består av is med en liten fast kjerne. Dette ble vurdert i mange år siden Voyager 2 tok de første bildene av Enceladus og bestemte radiusen, og deretter volumet. Enceladus tyngdekraft på Cassini gjorde det mulig å estimere massen til månen og utlede verdien av kroppens tetthet. Cassinis målinger viste også at kjernen har lav tetthet, noe som gjør det mulig å konkludere med at kjernen er porøs, med porer fylt med is.
Den nye serien med beregninger fyller porene i kjernen med vann i stedet for is, fordi tidevannskreftene knyttet til vannet i porene er mer enn nok til å forklare hvordan varmen fra Enceladus genereres. Modellen er utmerket fordi den ikke bare forklarer kjernens porøsitet, men også dens permeabilitet (hvor lett væske går gjennom den) og styrke (vil den sprekke når væsken passerer?).
Ved å kombinere alle disse parametrene i en ligning, kan den løses med etableringen av en elegant modell av varmestrøm inne i Enceladus.
Forfatterne skaper et tredimensjonalt bilde av hvor og når varmen fra tidevannsbevegelser i porøse rom overføres til havbunnen. Fordelingen av varme i kjernen er ikke jevn, men snarere i ferd med å forbinde smale opphul, hovedsakelig på Sydpolen. Og fordi varmekildene (hvis temperatur når 85 grader Celsius) er så konsentrerte, må det være økt hydrotermisk aktivitet i nærheten av dem, noe som forklarer hydrogenet i utbruddene.
Til slutt er den slående observasjonen som kan gjøres ved analysen av denne modellen at mengden varme generert av det indre tidevannet er tilstrekkelig til å opprettholde Enceladus underjordiske hav i milliarder av år. Et annet spørsmål oppstår: hva betyr alt dette for livet på Enceladus? Det varme verdenshavet, som har eksistert i flere milliarder år, ville være en fantastisk vugge for livet - på jorden tok det bare 640 millioner år før det gikk over fra formen til mikrober til pattedyr. Dessverre kan Enceladus selv være ganske ung - den kan ha dannet seg for bare 100 millioner år siden. Er dette nok tid til å leve?
Kan være. Mest sannsynlig ble livet på jorden dannet over flere hundre millioner år i mye strengere forhold med tung bombardement. Men så tok det ytterligere 3500 millioner år å utvide sine påvirkningsområder. Kanskje dette vil være fremtiden til Enceladus. Kanskje denne satellitten ikke blir apenes planet, men havfrueplaneten?
Ilya Khel
