Kai Cassini misija pateko į „Saturno“ sistemą 2004 m., Encelado pietiniame pusrutulyje ji atrado kažką gana netikėto. Iš šimtų įtrūkimų, esančių poliariniame regione, buvo periodiškai pastebimi vandens ir organinių molekulių pliūpsniai. Tai buvo pirmas požymis, kad Saturno mėnulyje gali būti vidinis vandenynas, kurį sukelia hidroterminė veikla šalia šerdies ir mantijos ribos.
Remiantis nauju tyrimu, pagrįstu Cassini duomenis, kuriuos ji gavo prieš panirdama į Saturno atmosferą rugsėjo 15 d., ši veikla galėjo būti vykdoma kurį laiką. Tiesą sakant, tyrimo grupė padarė išvadą, kad jei Mėnulio šerdis yra pakankamai porėta, ji galėjo sukurti pakankamai šilumos, kad galėtų išlaikyti vidinį vandenyną milijardus metų. Šis tyrimas yra labiausiai drąsinantis požymis, kad Enceladus interjeras galėtų palaikyti gyvybę.
Neseniai žurnale pasirodė tyrimas pavadinimu „Galingas ilgalaikis hidroterminis aktyvumas Enceladuje“ Gamtos astronomija. Tyrimui vadovavo Gaël Choblet, Nanto universiteto Planetų ir geodinamikos laboratorijos tyrėjas. Tyrime dalyvavo NASA reaktyvinio varymo laboratorijos, Karolio universiteto ir Žemės mokslų instituto bei universiteto Geo- ir kosmochemijos laboratorijos nariai. iš Heidelbergo.
Prieš Cassini misijos metu daugybė Enceladus skriejančių muselių, mokslininkai manė, kad šio Mėnulio paviršių sudarė kietas ledas. Tik pastebėję plungiškės aktyvumą, jie suprato, kad vandens srove jos vidus driekiasi iki šilto vandens vandenyno. Remiantis duomenimis, gautais Cassini, mokslininkai netgi sugebėjo atspėti, kur slypi šis vidinis vandenynas.
Enceladus yra palyginti mažas mėnulis, kurio skersmuo siekia 500 km (311 mi). Remiantis gravitacijos matavimais, kuriuos atliko Cassini, Manoma, kad jos vidinis vandenynas yra po lediniu išoriniu paviršiumi 20-25 km gylyje (12,4-15,5 mi). Vis dėlto šis paviršinis ledas per pietinį poliarinį regioną yra maždaug 1–5 km (0,6–3,1 mi), kur vandens ir ledinių dalelių purkštukai sklinda per įtrūkimus.
Remdamiesi tuo, kaip Enceladus orbituoja Saturną tam tikru bangavimu (dar vadinamu libration), mokslininkai sugebėjo įvertinti vandenyno gylį, kuris yra 26–31 km (16–19 mi) atstumu. Visa tai supa šerdį, kuris, kaip manoma, sudarytas iš silikatinių mineralų ir metalo, tačiau yra ir porėtas. Nepaisant visų šių išvadų, vidaus šilumos šaltinis liko neišspręstas klausimas.
Šis mechanizmas turėtų būti aktyvus, kai Mėnulis susiformavo prieš milijardus metų ir tebėra aktyvus šiandien (tai patvirtina dabartinė pliūpsnio veikla). Kaip paaiškino dr. Choblet ESA pranešime spaudai:
„Kur Enceladus įgyja nuolatinę galią išlikti aktyvus, visada buvo šiek tiek paslapties, tačiau mes dabar išsamiau svarstėme, kaip Mėnulio uolėto šerdies struktūra ir kompozicija galėtų atlikti pagrindinį vaidmenį generuojant reikiamą energiją“.
Ilgus metus mokslininkai spėliojo, kad potvynio jėgos, kurias sukelia Saturno gravitacinė įtaka, yra atsakingos už Enceladus vidaus šildymą. Manoma, kad būdas, kuriuo Saturnas stumia ir traukia mėnulį einant elipsės keliu aplink planetą, taip pat sukelia Enceladus apledėjusio apvalkalo deformaciją ir sukelia įtrūkimus aplink pietinį polinį regioną. Manoma, kad šie patys mechanizmai yra atsakingi už „Europa“ šilto vandens vandenyną.
Tačiau energijos, susidarančios dėl potvynio trinties lede, yra per silpna, kad būtų galima atsverti šilumos nuostolius, matomus iš vandenyno. Tuo greičiu, kai Encelado vandenynas praranda energiją kosmose, visas mėnulis kietai užšaltų per 30 milijonų metų. Panašiai natūralus radioaktyviųjų elementų skilimas šerdyje (kuris buvo pasiūlytas ir kitiems mėnuliams) taip pat yra maždaug 100 kartų per silpnas Enceladus vidaus ir pliūpsnio veiklai paaiškinti.
Siekdamas išspręsti šią problemą, daktaras Chobletas ir jo komanda atliko Enceladus branduolio modeliavimą, kad nustatytų, kokiomis sąlygomis milijardus metų būtų galima atoslūgis. Kaip jie teigia savo tyrime:
„Kadangi nėra tiesioginių Enceladus šerdies mechaninių savybių suvaržymų, mes atsižvelgiame į platų parametrų diapazoną, apibūdinantį potvynio trinties greitį ir vandens transportavimo efektyvumą, naudojant porėtą srautą. Nekonsoliduota Enceladus šerdis gali būti traktuojama kaip labai granuliuota / suskaidyta medžiaga, kurioje potvynio deformacija greičiausiai yra susijusi su tarpląsteline trintimi fragmentų pertvarkymo metu. “
Jie sužinojo, kad Cassini Remiantis pastabomis, Encelado branduolys turėtų būti pagamintas iš nesustiprintos, lengvai deformuojamos, akytos uolienos. Šią šerdį gali lengvai pramušti skystas vanduo, kuris prasiskverbtų į šerdį ir palaipsniui įkaistų dėl potvynio trinties tarp slenkančių uolienų fragmentų. Kai vanduo bus pakankamai pašildytas, jis pakils aukštyn, nes skiriasi temperatūra su aplinka.
Šis procesas galiausiai perduoda šilumą vidiniam vandenynui siaurose pliurzlėse, kurios kyla iki Enceladus ledinio apvalkalo. Patekęs į paviršių, ledas ištirpsta ir susidaro įtrūkimai, pro kuriuos purkštukai patenka į kosmosą, tekant vandeniui, ledo dalelėms ir hidrintiems mineralams, kurie papildo Saturno e-žiedą. Visa tai atitinka Cassini, ir yra tvarus geofizikos požiūriu.
Kitaip tariant, šis tyrimas gali parodyti, kad veikimas Enceladus branduolyje gali sukelti reikalingą šildymą, kad būtų išlaikytas pasaulinis vandenynas ir sukelta pliūpsnio veikla. Kadangi šis veiksmas yra branduolio struktūros ir potvynio sąveikos su Saturnu rezultatas, visiškai logiška, kad jis vyko milijardus metų. Taigi šis tyrimas ne tik pateikia pirmąjį nuoseklų Enceladus slogos veiklos paaiškinimą, bet ir yra aiškus tinkamumo gyventi požymis.
Kaip mokslininkai suprato, gyvenimas praeina ilgai. Manoma, kad žemėje pirmieji mikroorganizmai atsirado po 500 milijonų metų, ir manoma, kad hidroterminės angos vaidino pagrindinį vaidmenį šiame procese. Prireikė dar 2,5 milijardo metų, kol išsivystė pirmasis ląstelių gyvenimas, o sausumos augalai ir gyvūnai egzistavo tik pastaruosius 500 milijonų metų.
Todėl labai vilčių žinojimas, kad tokie mėnuliai kaip Enceladus, turintis būtiną chemiją gyvybei palaikyti, milijardus metų turėjo reikiamos energijos. Galima tik įsivaizduoti, ką rasime, kai būsimos misijos pradės atidžiau tikrinti jos plotus!
