Jedną z największych niespodzianek misji Cassini na Saturna było odkrycie aktywnych gejzerów na południowym biegunie księżyca Enceladus. Zamiast tego ten mały księżyc jest jednym z najbardziej aktywnych geotermicznie miejsc w Układzie Słonecznym.
Teraz nowe badanie z danych Cassini pokazuje, że region polarny na południu Enceladus jest jeszcze cieplejszy niż się spodziewano zaledwie kilka stóp poniżej jego lodowej powierzchni. Podczas gdy poprzednie badania potwierdziły ocean ciekłej wody w Enceladusie, który napędza gejzery, nowe badania pokazują, że ocean jest prawdopodobnie bliżej powierzchni niż wcześniej sądzono. Dodatkowo - i najbardziej kuszące - wewnątrz Księżyca musi znajdować się źródło ciepła, które nie jest w pełni zrozumiałe.
„Te obserwacje zapewniają wyjątkowy wgląd w to, co dzieje się pod powierzchnią”, powiedziała Alice Le Gall, należąca do zespołu instrumentów Cassini RADAR, z Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) i Université Versailles Saint-Quentin (UVSQ), Francja. „Pokazują, że pierwsze kilka metrów pod powierzchnią badanego obszaru, chociaż w lodowcu 50–60 K, są znacznie cieplejsze niż się spodziewaliśmy: w niektórych miejscach prawdopodobnie nawet o 20 K cieplej. Nie można tego wytłumaczyć jedynie oświetleniem Słońca i, w mniejszym stopniu, ogrzewaniem Saturna, dlatego musi istnieć dodatkowe źródło ciepła ”.
Dane mikrofalowe pobrane podczas bliskiego przelotu w 2011 r. Pokazują, że w trzech szczelinach na powierzchni Enceladusa występuje nadmiar ciepła. Chociaż podobne do tak zwanych „pasków tygrysa” na tym Księżycu, które aktywnie wypuszczają cząsteczki lodu i wody w przestrzeń kosmiczną, te trzy złamania wydają się nie być aktywne, przynajmniej nie w 2011 roku.
Naukowcy twierdzą, że pozornie uśpione pęknięcia leżące nad ciepłym, podziemnym morzem księżyca wskazują na dynamiczny charakter geologii Enceladusa, sugerując, że Księżyc mógł doświadczyć kilku epizodów aktywności w różnych miejscach na swojej powierzchni.
Przelot w 2011 roku dostarczył pierwszą - i niestety jedyną - obserwację w wysokiej rozdzielczości południowego bieguna Enceladusa przy długości fali mikrofalowej.
Spojrzał na wąską, łukowatą powierzchnię południowego regionu polarnego, szeroką na około 25 km (15 mil) i położoną zaledwie 30 km do 50 km (18-30 mil) na północ od złamań pasków tygrysa.
Wykryte ciepło wydaje się leżeć pod znacznie zimniejszą warstwą szronu.
Z powodu ograniczeń operacyjnych przelotu w 2011 roku nie było możliwe uzyskanie mikrofalowych obserwacji samych aktywnych złamań. Pozwoliło to jednak naukowcom zaobserwować, że anomalne termicznie tereny Enceladusa rozciągają się daleko poza pasy tygrysa.
Ich odkrycia pokazują, że prawdopodobne jest, że cały region bieguna południowego jest ciepły pod spodem, co oznacza, że ocean Enceladusa może znajdować się zaledwie 2 km pod lodową powierzchnią Księżyca w tym obszarze. Odkrycie zgadza się z badaniem z 2016 r., Prowadzonym przez innego członka zespołu Cassini, Ondreja Cadka, który oszacował, że grubość skorupy na biegunie południowym Enceladusa jest mniejsza niż reszta Księżyca. Badanie to oszacowało głębokość skorupy lodowej na biegunie południowym na mniej niż 5 km (1,2 mil), podczas gdy średnia głębokość na innych obszarach Enceladusu wynosi między 18–22 km (11-13 mil).
Co wytwarza ciepło wewnętrzne w Enceladus? Głównym źródłem ciepła pozostaje tajemnica, ale naukowcy sądzą, że siły grawitacji między Enceladusem, Saturnem i innym księżycem, Dione przyciągają i wyginają wnętrze Enceladusa. Szarpanie, znane jako siły pływowe, powoduje pocieranie wnętrza księżyca, powodując tarcie i ciepło. Powoduje także ściskanie i deformacje naprężeń na skorupie, co prowadzi do powstawania uskoków i pęknięć. To z kolei wytwarza więcej ciepła w warstwach podpowierzchniowych. W tym scenariuszu cieńsza skorupa lodowa w rejonie bieguna południowego podlega większemu odkształceniu pływowemu, co oznacza, że wytwarzane jest więcej ciepła, aby utrzymać ciepło podziemnej wody.
Ponieważ gejzery nie były znane aż do przybycia Cassiniego do Saturna, statek kosmiczny nie miał konkretnego ładunku do ich badania, ale naukowcy użyli dostępnych instrumentów, aby dokonać najlepszych możliwych obserwacji, latając statkiem kosmicznym na odległość 49 km ( 30 mil) powierzchni. Aby w pełni zbadać ogrzewanie pływowe - lub ustalić, czy istnieje inne źródło ciepła - naukowcy będą nadal badać dane już pobrane przez różne instrumenty Cassini. Ponieważ jednak misja zakończy się we wrześniu 2017 r., Może ona wymagać kolejnej misji na tym intrygującym księżycu, aby w pełni zrozumieć tę tajemnicę.
„To odkrycie otwiera nowe perspektywy w badaniu zjawisk nadających się do zamieszkania na lodowych księżycach gazowych gigantów” - mówi Nicolas Altobelli, naukowiec projektu ESA w Cassini – Huygens. „Jeśli podziemne morze Enceladusa rzeczywiście znajduje się tak blisko powierzchni, jak wskazują to badania, to przyszła misja na Księżyc z niosącym penetrujący lód instrumentem radarowym może go wykryć”.
„Znalezienie temperatur w pobliżu tych trzech nieaktywnych pęknięć, które są nieoczekiwanie wyższe niż te poza nimi, dodaje intrygi Enceladusowi” - powiedziała Linda Spilker z Cass Propulsion, naukowiec z Cassini Project. „Jak naprawdę wygląda ciepły podziemny ocean i czy mogło tam ewoluować życie? Odpowiedzi na te pytania pozostaną w odpowiedzi w przyszłych misjach do tego oceanicznego świata. ”
Prześlij swoje propozycje misji w sekcji komentarzy poniżej…
Źródła: ESA
JPL
Artykuł: Anomalne termicznie cechy pod powierzchnią południowego terenu polarnego Enceladusa ”autorstwa A. Le Gall i in. (2017), opublikowany w Nature Astronomy
