NASA kosmosa kuģis Cassini 2005. gadā deva mums neticamu skatu uz Enceladus, izpļāpājot ūdens tvaiku un ledus strūklakas. Tagad Enceladus atkal atrodas uzmanības centrā kā vienīgais mēness Saules sistēmā, par kuru zināms, ka tas ievērojami veicina vecāku planētas ķīmiju.
Šā gada sākumā ESA paziņoja, ka tās Herschel kosmosa observatorija ir novērojusi milzīgu ūdens tvaiku torusu ap Saturnu, kas acīmredzot cēlies no Enceladus. Tas stiepjas apmēram 600 000 kilometru garumā un skar apmēram 60 000 kilometru dziļumu, taču vairāk nekā tas, pēc tā lieluma, šķiet, tas dara ... pievienojot ūdeni Saturna augšējai atmosfērai. Tā kā tvaiki nav nosakāmi pie redzamiem viļņu garumiem, šis novērojums nāca kā atklāsme Hershela jomai.
“Heršels sniedz dramatiski jaunu informāciju par visu, sākot no planētām mūsu pašu Saules sistēmā līdz galaktikām miljardu gaismas gadu attālumā,” sacīja Pols Goldsmīts, NASA Herschel projekta zinātnieks NASA reaktīvo dzinēju laboratorijā Pasadena, Kalifornijā.
Kamēr Heršela infrasarkano staru novērojums ir jauns, tvaika rādītājs ap Saturnu neliecina. NASA misijas Voyager un Habla pagātnē astronomiem bija sniegušas norādes. Eiropas Kosmosa aģentūras Infrasarkanās kosmosa observatorija 1997. gadā citēja ūdeni Saturna atmosfērā, un divus gadus vēlāk NASA Submillimetra viļņu astronomijas satelīts to vēlreiz apstiprināja. Bet šis apstiprinājums pievienoja tikai mīklu. Saturna zemākajos mākoņu līmeņos esošais ūdens nevarēja pacelties aukstākajā augšējā klājā ... Tātad, no kurienes nāca ūdens? Atbilde tika sniegta Hershela novērojumu un ļoti asas datormodeļu veidā.
“Pārsteidzoši ir tas, ka modelis, kas ir viena iterācija garā mākoņu modeļu rindā, tika izveidots bez zināšanām par novērojumiem.” saka Tims Kasidijs, nesenais JPL pēcdoktorantūras pētnieks, kurš tagad atrodas Kolorādo Universitātes atmosfēras un kosmosa fizikas laboratorijā Boulderā. “Tie no mums šajā mazajā modelēšanas kopienā kopā ar iedibināto fiziku izmantoja datus no Cassini, Voyager un Habla teleskopa. Mēs negaidījām tik sīkus toru “attēlus”, un modeļa un datu sakritība bija brīnišķīgs pārsteigums. ”
Izmantojot šīs simulācijas, pētnieki izvirzīja hipotēzi, ka liela daļa toru ūdens tika vienkārši zaudēts kosmosā, un daļu no tiem atvelk gravitācija, lai pievienotu materiālu Saturna gredzeniem. Tomēr visinteresantākais ir tas, ka 3-5% tas atgriezās Saturna atmosfērā. Cik daudz ūdens tvaiku ir tur? Pateicoties informācijas apvienošanai gan no Herschel, gan no ultravioletās attēlveidošanas spektrogrāfa (UVIS) instrumenta, kas atrodas uz kosmosa kuģa Cassini, mēs uzzinājām, ka katru minūti no Enceladus tiek izvadīti aptuveni 12 000 kilogrami. Vai varat iztēloties, cik daudz tas varētu sasniegt gada laikā… vai vairāk?!
"Izmantojot Herschel toru mērījumus no 2009. un 2010. gada un mūsu mākoņu modeli, mēs varējām aprēķināt ūdens tvaiku avota ātrumu no Enceladus," sacīja Cassidy. "Tas ļoti cieši piekrīt UVIS atzinumam, kurā tika izmantota pavisam cita metode."
"Mēs varam redzēt ūdeni, kas iziet no Enceladus, un mēs varam noteikt galaproduktu - atomu skābekli - Saturna sistēmā," sacīja Cassini UVIS zinātnes grupas loceklis Candy Hansen no Planetāro zinātņu institūta, Tuksona, Ariza. "Tas ir ļoti jauki ar Herschel izsekot, kur pa to laiku iet. ”
Neliels procents veido dažus varenus lielus skaitļus, un ūdens molekulas no torusa lielā mērā ietekmē Saturna atmosfēru, nodrošinot ūdeņradi un skābekli.
"Kad ūdens karodziņā karājas, tas tiek pakļauts procesiem, kas disociē ūdens molekulas," sacīja Hansens, "vispirms ūdeņradim un hidroksīdam, un pēc tam hidroksīds disociējas ūdeņradī un atomu skābeklī." Šis skābeklis tiek izkliedēts caur Saturna sistēmu. Cassini atklāja atomu skābekli, tuvojoties Saturnam, pirms tas devās orbītā. Tajā laikā neviens nezināja, no kurienes tas nāk. Tagad mēs to darām. ”
Pēc dažām dienām mēs nemācāmies kaut ko jaunu par Saules sistēmu un tās iekšējo darbību. Pateicoties tādiem novērojumiem kā Heršela kosmosa observatorija un tādām misijām kā Cassini-Huygens, mēs spējam labāk izprast skaistuma dinamiku ... un to, kā mazs spēlētājs var uzņemties galveno lomu.
"Šī mazā Enceladus mēness nopietnā ietekme uz Saturnu un tā vidi ir pārsteidzoša," sacīja Hansens.
Oriģinālais stāsta avots: JPL ziņu izlaidums.
