W 2005 roku sonda Cassini NASA dała nam niesamowity widok na Enceladusa wypierającego fontanny pary wodnej i lodu. Teraz Enceladus po raz kolejny znalazł się w centrum uwagi jako jedyny księżyc w Układzie Słonecznym, o którym wiadomo, że znacząco przyczynia się do chemii swojej planety macierzystej.
Na początku tego roku ESA ogłosiło, że jego Obserwatorium Kosmiczne Herschel zaobserwowało ogromny tor pary wodnej wokół Saturna, który najwidoczniej pochodzi z Enceladusa. Rozciąga się na około 600 000 kilometrów i biegnie na głębokości około 60 000 kilometrów, ale wydaje się, że bardziej niż jego rozmiar robi… dodając wodę do górnej atmosfery Saturna. Ponieważ pary nie można wykryć przy widzialnych długościach fali, obserwacja ta pojawiła się jako objawienie dla lunety Herschel.
„Herschel dostarcza dramatycznych nowych informacji na temat wszystkiego, od planet w naszym Układzie Słonecznym po galaktyki oddalone o miliardy lat świetlnych”, powiedział Paul Goldsmith, naukowiec projektu NASA Herschel w NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia.
Podczas gdy obserwacja w podczerwieni Herschela jest nowa, wskazanie torusa pary wokół Saturna nie jest. Misje Voyager i Hubble NASA dawały astronomom wskazówki w przeszłości. W 1997 roku Obserwatorium Kosmiczne na podczerwień Europejskiej Agencji Kosmicznej zacytowało wodę w atmosferze Saturna, a dwa lata później satelita NASA Submillimeter Wave Astronomy Satellite potwierdził to ponownie. Ale to potwierdzenie stanowiło tylko układankę. Woda znajdująca się na niższych poziomach chmur Saturna nie mogła unosić się za chłodniejszym, górnym pokładem ... Skąd więc pochodziła woda? Odpowiedź nadeszła w formie obserwacji Herschela i niektórych bardzo bystrych modeli komputerowych.
„Zadziwiające jest to, że model, który jest jedną iteracją w długiej linii modeli chmurowych, został zbudowany bez wiedzy na temat obserwacji”. mówi Tim Cassidy, niedawny badacz podoktorancki w JPL, który jest obecnie w Boulder w Laboratorium Fizyki Atmosfery i Kosmosu Uniwersytetu w Kolorado. „Ci z nas w tej niewielkiej społeczności zajmującej się modelowaniem korzystali z danych Cassini, Voyager i teleskopu Hubble'a wraz z ustaloną fizyką. Nie spodziewaliśmy się tak szczegółowych „zdjęć” torusa, a dopasowanie modelu do danych było wspaniałą niespodzianką ”.
Dzięki tym symulacjom badacze postawili hipotezę, że duża część wody w torusie została po prostu utracona w kosmosie, a część jest przyciągana grawitacyjnie, aby dodać materiał do pierścieni Saturna. Jednak to 3-5% wróciło do atmosfery Saturna, co jest najciekawsze. Ile tam jest pary wodnej? Dzięki połączeniu informacji z urządzenia Herschel i ultrafioletowego spektrografu obrazowego (UVIS) na pokładzie statku kosmicznego Cassini dowiedzieliśmy się, że co minutę wyrzuca się z Enceladusa około 12 000 kilogramów. Czy potrafisz sobie wyobrazić, ile by to sumowało w ciągu roku… lub więcej ?!
„Dzięki pomiarom torusa przeprowadzonym przez Herschela w latach 2009 i 2010 oraz naszemu modelowi chmury byliśmy w stanie obliczyć szybkość źródła pary wodnej pochodzącej z Enceladus”, powiedział Cassidy. „Zgadza się bardzo z odkryciem UVIS, w którym zastosowano zupełnie inną metodę.”
„Widzimy, jak woda opuszcza Enceladus i możemy wykryć produkt końcowy - tlen atomowy - w układzie Saturna” - powiedział Candy Hansen, członek zespołu naukowego Cassini UVIS z Planetary Science Institute, Tucson, Ariz. „To bardzo miłe z Herschel aby w międzyczasie śledzić, dokąd zmierza. ”
Niewielki procent stanowi kilka potężnych dużych liczb, a cząsteczki wody z torusa w znacznym stopniu wpływają na atmosferę Saturna, wnosząc wodór i tlen.
„Kiedy woda zwisa w torusie, podlega procesom, które powodują dysocjację cząsteczek wody” - powiedział Hansen - „najpierw wodór i wodorotlenek, a następnie wodorotlenek dysocjuje na wodór i tlen atomowy”. Tlen jest rozpraszany przez układ Saturna. „Cassini odkrył tlen atomowy w swoim podejściu do Saturna, zanim wszedł na orbitę. W tym czasie nikt nie wiedział, skąd pochodzi. Teraz to robimy. ”
Minęło niewiele dni, że nie dowiadujemy się czegoś nowego o Układzie Słonecznym i jego wewnętrznym funkcjonowaniu. Dzięki obserwacjom, takim jak obserwacje Herschel Space Observatory i misjom takim jak Cassini-Huygens, jesteśmy w stanie lepiej zrozumieć dynamikę kryjącą się za pięknem… i to, jak mały gracz może odgrywać główną rolę.
„Głęboki wpływ tego małego księżyca Enceladusa na Saturna i jego środowisko jest zadziwiający” - powiedział Hansen.
Źródło oryginalnej historii: JPL News Release.
