Najnovšie sme sa rozlúčili s kozmickou loďou Cassini, ktorá po 13 rokoch vernej služby na obežnú dráhu Saturnu a jeho satelitov zostúpila priamo do priepasti atmosféry obrovskej planéty. Dôvodom tohto veľkého finále bolo varovanie pred možnosťou, že sa Cassini zrúti do jedného zo Saturnových mesiacov - najmä do Encelada.
Enceladus je jedinečný svojou oponou gejzírov a vnútrozemského oceánu. Dnes je tento malý ľadový mesiac považovaný za potenciálne miesto pre život, takže sme ho nemohli nechať kontaminovať kozmickou loďou Cassini. Nový výskum publikovaný v časopise Nature Astronomy naznačuje, že tento oceán existuje pod povrchom Enceladus veľmi dlho - dosť dlho na to, aby poskytoval všetky podmienky pre rozvoj života.
Gejzíry Enceladus sú emisie slaných zmesí ľadu a ľadu so stopami oxidu uhličitého, amoniaku, metánu a iných uhľovodíkov, ktoré unikajú z trhlín v južnej polárnej oblasti Enceladus. Práve kvôli týmto gejzírom sa vedci rozhodli, že Enceladus musí mať podpovrchový oceán a že tento oceán je aktívny (konvektívny). Následné pozorovanie ukázalo, že v emisiách bol prítomný vodík, čo viedlo k ďalšiemu záveru o hydrotermálnej aktivite - chemickým reakciám v dôsledku interakcie vody a hornín. Vedci však nedokázali vysvetliť, aký druh zdroja tepla by mohol viesť k tejto činnosti.
Vďaka ďalším pozorovaniam sa záhada chýbajúceho zdroja tepla iba zintenzívnila. Gejzíry sú spájané s takzvanými „tigrími pruhmi“- súborom štyroch paralelných porúch na povrchu, dlhých 100 kilometrov a hlbokých 500 metrov. Tieto pásy sú teplejšie ako zvyšok ľadovej kôry, takže to mali byť praskliny v ľade. V oblasti tigrovaných pruhov nie sú takmer žiadne impaktné krátery, takže musia byť veľmi mladé, rádovo milión rokov. Každý model, ktorý by mohol vysvetliť zdroj tepla, by musel brať do úvahy aj jeho zameranú povahu - svetový oceán, ale prečo je aktívna iba južná polárna oblasť?
Vedci už niekoľko rokov po sebe uprednostňujú vysvetlenie „prílivu a odlivu“- výsledku interakcie telies planetárnych veľkostí. Napríklad prílivová interakcia s našim vlastným mesiacom je zodpovedná za príliv a odtok vody na Zemi. Enceladus je v obežnej rezonancii s mesiacom Dione, čo ovplyvňuje tvar obežnej dráhy Encelada okolo Saturnu. Tento vplyv však nestačí na vysvetlenie sily potrebnej na udržanie gejzírov v činnosti - okolo 5 GW. To by stačilo na mesto veľké ako Petrohrad.
Porézne jadro
Propagačné video:
Vedci sa priblížili k vyriešeniu hádanky, keď sa pozreli na vnútornú štruktúru Enceladu. Tento mesiac má dostatočne nízku hustotu, že je zložený predovšetkým z ľadu s malým pevným jadrom. Toto sa zvažovalo mnoho rokov, pretože Voyager 2 urobil prvé fotografie Encelada a určil jeho polomer a potom jeho objem. Gravitačná sila Encelada pôsobiaceho na Cassini umožnila odhadnúť hmotnosť Mesiaca a odvodiť hodnotu hustoty tela. Merania Cassini tiež ukázali, že jadro má nízku hustotu, čo naznačuje, že jadro je pórovité a má póry plné ľadu.
Nová séria výpočtov napĺňa póry jadra skôr vodou ako ľadom, pretože prílivové sily spojené s vodou v póroch sú viac než dosť na to, aby vysvetlili, ako sa generuje teplo Enceladu. Model je vynikajúci v tom, že vysvetľuje nielen pórovitosť jadra, ale aj jeho priepustnosť (ako ľahko cez neho prechádza tekutina) a pevnosť (praskne, keď tekutina prejde?).
Kombinácia všetkých týchto parametrov do jednej rovnice umožňuje jeho vyriešenie vytvorením elegantného modelu toku tepla vo vnútri Enceladusu.
Autori práce vytvárajú trojrozmerný obraz o tom, kde a kedy sa teplo slapových pohybov v pórovitých priestoroch prenáša do podpovrchového oceánu. Distribúcia tepla v jadre nie je rovnomerná, ale skôr v procese spojených úzkych bytových domov, hlavne na južnom póle. A pretože zdroje tepla (ktorých teplota dosahuje 85 stupňov Celzia) sú tak koncentrované, musí sa v ich blízkosti nachádzať zvýšená hydrotermálna aktivita, ktorá vysvetľuje vodík v erupciách.
Nakoniec, pozoruhodné pozorovanie, ktoré možno urobiť pri analýze tohto modelu, je, že množstvo tepla generovaného vnútorným prílivom a odlivom je dostatočné na udržanie podzemného oceánu Enceladus po miliardy rokov. Vynára sa ďalšia otázka: čo to všetko znamená pre život na Encelade? Teplý svetový oceán, ktorý existuje už niekoľko miliárd rokov, by sa stal nádhernou kolískou pre život - na Zemi trvalo iba 640 miliónov rokov, kým prešiel z formy mikróbov na cicavce. Samotný Enceladus môže byť, bohužiaľ, celkom mladý - mohol sa sformovať len pred 100 miliónmi rokov. Je to dosť času na život?
Možno. Život na Zemi sa s najväčšou pravdepodobnosťou formoval niekoľko sto miliónov rokov v oveľa ťažších podmienkach silného bombardovania. Potom však trvalo ďalších 3500 miliónov rokov, kým sa rozšírili oblasti jeho vplyvu. Možno to bude budúcnosť Enceladu. Možno sa tento satelit nestane planétou opíc, ale planétou morských panien?
Iľja Khel