Kad Cassini misija ieradās Saturna sistēmā 2004. gadā, Enceladus dienvidu puslodē tā atklāja kaut ko diezgan negaidītu. No simtiem plaisu, kas atradās polārajā reģionā, periodiski tika novēroti ūdens un organisko molekulu plūmes. Šī bija pirmā pazīme, ka Saturna mēness iekšējais okeāns varētu būt hidrotermiskās aktivitātes izraisīts netālu no kodola mantijas robežas.
Saskaņā ar jaunu pētījumu, kura pamatā ir Cassini datus, kurus tā ieguva pirms ieniršanas Saturna atmosfērā 15. septembrī, iespējams, šī darbība notika kādu laiku. Faktiski pētījuma grupa secināja, ka, ja mēness kodols ir pietiekami porains, tas varētu būt radījis pietiekami daudz siltuma, lai uzturētu iekšējo okeānu miljardiem gadu. Šis pētījums ir visdrosmīgākā norāde, ka Enceladus interjers varētu atbalstīt dzīvību.
Nesen žurnālā parādījās pētījums ar nosaukumu “Jaudīga ilgstošas hidrotermiskās aktivitātes Enceladus iekšienē” Dabas astronomija. Pētījumu vadīja Gaël Choblet, Nantes universitātes Planētu un ģeodinamikas laboratorijas pētnieks, un tajā bija iekļauti locekļi no NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas, Kārļa universitātes, kā arī Zemes zinātņu institūta un Universitātes Ģeo un kosmoķīmijas laboratorijas. no Heidelbergas.
Pirms Cassini misijas daudzajiem Enceladus mušu lidojumiem, zinātnieki uzskatīja, ka šī mēness virsmu veido ciets ledus. Tikai pēc tam, kad pamanījuši straujo aktivitāti, viņi saprata, ka tajā ir ūdens strūklas, kas tā iekšpusē sniedzas līdz silta ūdens okeānam. No datiem, ko ieguvusi Cassini, zinātnieki pat spēja izdarīt izglītotus minējumus par to, kur atrodas šis iekšējais okeāns.
Visu sakot, Enceladus ir salīdzinoši mazs mēness, kura diametrs ir aptuveni 500 km (311 jūdzes). Balstīts uz gravitācijas mērījumiem, ko veic Cassini, domājams, ka tās iekšējais okeāns atrodas zem ledus ārējās virsmas 20–25 km (12,4–15,5 jūdzes) dziļumā. Tomēr virszemes ledus biezums ir aptuveni 1 līdz 5 km (0,6 līdz 3,1 jūdzes) virs dienvidu polārā reģiona, kur ūdens un ledus daļiņu strūkla izplūst caur plaisām.
Balstoties uz veidu, kā Enceladus riņķo ap Saturnu ar noteiktu viļņošanos (aka. Libration), zinātnieki ir spējuši aprēķināt okeāna dziļumu, ko viņi izvieto no 26 līdz 31 km (16 līdz 19 jūdzes). Tas viss ieskauj serdi, kuru, domājams, veido silikātu minerāli un metāls, bet kas arī ir porains. Neskatoties uz visiem šiem atklājumiem, iekšējā siltuma avots joprojām ir atklāts jautājums.
Šim mehānismam vajadzētu būt aktīvam, kad mēness izveidojās pirms miljardiem gadu, un joprojām ir aktīvs šodien (par to liecina pašreizējā plūmju aktivitāte). Kā Dr Choblet paskaidroja ESA paziņojumā presei:
"Tas, kur Enceladus iegūst ilgstošu spēku palikt aktīvam, vienmēr ir bijis mazliet noslēpums, bet mēs tagad esam sīkāk apsvēruši, kā Mēness akmeņainā kodola struktūrai un kompozīcijai varētu būt galvenā loma nepieciešamās enerģijas ģenerēšanā."
Gadiem ilgi zinātnieki ir spekulējuši, ka plūdmaiņas spēki, ko izraisa Saturna gravitācijas ietekme, ir atbildīgi par Enceladus iekšējo sildīšanu. Tiek uzskatīts, ka arī veids, kā Saturns spiež un velk Mēnesi, sekojot eliptiskam ceļam ap planētu, varētu izraisīt Enceladus apledojuma apvalka deformāciju, izraisot plaisas ap dienvidu polāro reģionu. Tiek uzskatīts, ka šie paši mehānismi ir atbildīgi par Europa iekšējo siltā ūdens okeānu.
Tomēr enerģija, ko rada plūdmaiņu berze ledū, ir pārāk vāja, lai līdzsvarotu siltuma zudumus, kas novēroti no okeāna. Pēc likmes, kādā Enceladus okeāns zaudē enerģiju kosmosā, 30 miljonu gadu laikā viss mēness būtu sasalis. Līdzīgi radioaktīvo elementu dabiskā sabrukšana kodolā (kas tika ieteikts arī citiem pavadoņiem) ir aptuveni 100 reizes vāja, lai izskaidrotu Enceladus iekštelpu un plūmju aktivitāti.
Lai to risinātu, Dr Choblet un viņa komanda veica Enceladus kodolu simulācijas, lai noteiktu, kādi apstākļi varētu pieļaut plūdmaiņu sildīšanu miljardu gadu laikā. Kā viņi norāda savā pētījumā:
“Ja nav tiešu Enceladus serdeņa mehānisko īpašību ierobežojumu, mēs apsveram plašu parametru diapazonu, lai raksturotu plūdmaiņu berzes ātrumu un ūdens transportēšanas efektivitāti ar porainu plūsmu. Nekonsolidēto Enceladus kodolu var uzskatīt par ļoti granulētu / sadrumstalotu materiālu, kurā plūdmaiņu deformācija, iespējams, ir saistīta ar starpgranulāru berzi fragmenta pārkārtošanās laikā. ”
Viņi atrada, ka, lai Cassini ņemot vērā novērojumus, Enceladus kodols būtu jāveido no nekonsolidēta, viegli deformējama, poraina klints. Šo serdi var viegli caurlaidināt šķidrs ūdens, kas iesūcas kodolā un pakāpeniski sasilda, plūstot plūdmaiņas paisumam starp bīdāmiem iežu fragmentiem. Kad šis ūdens būs pietiekami uzkarsēts, tas paaugstināsies augšup temperatūras atšķirību dēļ ar apkārtni.
Šis process galu galā nodod siltumu iekšējam okeānam šauros plūdos, kas paceļas līdz Enceladus ledainajam apvalkam. Nokļuvis tur, tas izraisa virszemes ledus izkausēšanu un veido plaisas, caur kurām strūklas nonāk kosmosā, izlejot ūdeni, ledus daļiņas un hidratētus minerālus, kas papildina Saturna E-gredzenu. Tas viss saskan ar Cassini, un ir ilgtspējīgs no ģeofiziskā viedokļa.
Citiem vārdiem sakot, šis pētījums var parādīt, ka darbība Enceladus kodolā varētu radīt vajadzīgo sildīšanu, lai uzturētu globālo okeānu un radītu lielo aktivitāti. Tā kā šī darbība ir kodola struktūras un paisuma un mijiedarbības ar Saturnu rezultāts, ir pilnīgi loģiski, ka tā notiek miljardiem gadu. Papildus tam, ka tika sniegts pirmais saskaņotais Enceladus darbības plāns, tas ir arī spēcīgs apdzīvojamības rādītājs.
Kā zinātnieki ir sapratuši, dzīves sākšana prasa daudz laika. Tiek lēsts, ka uz Zemes pirmie mikroorganismi radās pēc 500 miljoniem gadu, un tiek uzskatīts, ka hidrotermiskajām ventilācijas atverēm ir bijusi galvenā loma šajā procesā. Pagāja vēl 2,5 miljardi gadu, līdz pirmās daudzšūnu dzīve attīstījās, un sauszemes augi un dzīvnieki ir bijuši tikai pēdējos 500 miljonus gadu.
Tāpēc ļoti iepriecinoši ir zināt, ka tādiem pavadoņiem kā Enceladus, kuram ir dzīvībai nepieciešamā ķīmija, ir vajadzīgā enerģija jau vairākus miljardus gadu. Var tikai iedomāties, ko mēs atradīsim, tiklīdz nākamās misijas sāks rūpīgāk pārbaudīt tās apjomus!
