Przemawiając na Harvardzie w 2011 roku, Carolyn Porco, szef zespołu badawczego ds. Obrazowania Cassini, poinformowała, że największego odkrycia dokonano na południowym biegunie małego lodowego księżyca Saturna, Enceladusa. W rejonie polarnym satelity wykryto podwyższone temperatury, a także ogromny pióropusz cząstek lodu, wystrzeliwujący dziesiątki tysięcy kilometrów w kosmos.
Analiza śladu lodowego, który obejmuje parę wodną i śladowe ilości materiałów organicznych, takich jak metan, dwutlenek węgla i propan, sugeruje, że jest on napędzany przez gejzery wybuchające z globalnego oceanu zagrzebanego pod lodową powierzchnią księżyca.
Te ustalenia, zdaniem Porco, wskazują na możliwość istnienia „środowiska, w którym może zamieszkiwać życie. Jeśli znajdziemy drugą genezę zachodzącą w naszym Układzie Słonecznym, niezależną od Ziemi, naruszy to wszystkie kanony. Twierdzenie o istnieniu zostało udowodnione i możemy z całą pewnością stwierdzić, że życie nie jest błędem, ale cechą wszechświata, w którym żyjemy, i że jest to bardzo powszechne wydarzenie, które miało miejsce zdumiewającą liczbę razy."
Niedawno Edwin Keith, adiunkt nauk geofizycznych na Uniwersytecie w Chicago, nazwał Enceladusa „okazją do najlepszego eksperymentu astrobiologicznego w Układzie Słonecznym”. Dodał, że Enceladus jest czołowym kandydatem do życia pozaziemskiego. Dane Cassiniego zdecydowanie sugerują, że kriowulkaniczne pióropusze Enceladusa mogły wyłonić się ze środowiska oceanicznego przyjaznego biomolekułom.
Zachowanie masywnych pęknięć wybuchowych na powierzchni szóstego co do wielkości księżyca Saturna, pomimo zaskakująco zimnej powierzchni Księżyca, pozostawało tajemnicą przez 11 lat. Jednak ostatnio naukowcy z Princeton University i University of Chicago wykazali, że pęknięcia mogą być aktywowane przez rozpryskiwanie wody w rozległym oceanie, co sugeruje, że księżyc znajduje się pod grubą skorupą lodową. Takie odkrycia stanowią potężną podstawę dla przyszłych misji satelitów na Enceladus, które będą przede wszystkim poszukiwać życia.
Tak zwane „paski tygrysa”, te pęknięcia w Enceladusie, regularnie wyrzucają duże strumienie pary i zamarzniętych cząstek, napędzanych siłami pływowymi generowanymi przez Saturna, piszą naukowcy w Proceedings of the National Academy of Sciences. Cztery pasy tygrysa znajdują się w pobliżu bieguna południowego Enceladusa, średnio 130 kilometrów długości i 35 kilometrów od siebie. Po raz pierwszy zostały zaobserwowane przez bezzałogową sondę kosmiczną Cassini NASA w 2005 roku, która okrąża Saturna i jego księżyce od 2004 roku. Dane Cassini wskazują, że wyrzuty księżyca mogły powstać w biologicznie przyjaznym oceanie.
Od czasu obserwacji pęknięć i wyrzutów Cassini naukowcy próbują wyjaśnić ich przyczynę, rozmiar i trwałość, wyjaśnia Edwin Keith.
Film promocyjny:
„Na Ziemi erupcje zwykle nie trwają zbyt długo” - mówi Kite. - Kiedy widzisz erupcję, która jest zbyt długa, jest to spowodowane kilkoma erupcjami z dużymi przerwami między nimi. Trudno wyjaśnić, dlaczego system szczelin nie jest zatkany własnym lodem. I trudno wyjaśnić, dlaczego uwolnienie energii z wód gruntowych nie powoduje zamrożenia absolutnie wszystkiego”.
Kite i współautor Alan Rubin, profesor nauk o Ziemi w Princeton, opracowali model, który zakłada, że woda w rowkach na przemian podnosi się i wpada w rowki, które wyginają się pod wpływem naprężeń pływowych w lodowej skorupie Enceladusa. Ciepło generowane przez ten regularny ruch wystarcza, aby woda nie zamarzła, nawet jeśli księżyc jest uwięziony w lodzie o grubości 30 kilometrów.
Model Kaite i Rubin dostarcza pozornie prostego wyjaśnienia obserwacji, które w przeszłości kwestionowały takie proste wyjaśnienia. Wcześniejsze sugestie, takie jak to, że paski tygrysa są luźne w lodzie stopionym przez ogrzewanie tarcia, nie mogą wyjaśnić, że wybuchający materiał pochodzi z podziemnego oceanu Enceladus. Kite zwrócił się do Rubina, ponieważ Rubin miał historię transportu stopionej skały przez pęknięcia na Ziemi. Ale kiedy Kite zasugerował, że lepki ruch może zapobiec zamarzaniu wody w rowkach, Rubin początkowo był sceptyczny co do tego pomysłu.
„Ponieważ lepkość wody jest tak niska, wątpiłem, by wytworzyła wystarczającą ilość ciepła”, mówi Rubin, „ale obliczenia Kaite wykazały, że nie tylko wytworzy wystarczającą ilość ciepła, ale zrobi to między szczytem naprężenia pływowego a szczytową aktywnością. erupcje. Moim zdaniem jest to pierwszy model, który w naturalny sposób wyjaśnia obserwacje”.
Ten sam model można zastosować do innych lodowych światów, takich jak księżyc Jowisza Europa, który również ma ocean podpowierzchniowy i jest często określany jako ciało planetarne zdolne do życia. „Enceladus może zostać dodany do tej listy. Bezpośrednie ścieżki do oceanów podpowierzchniowych na takich satelitach mogą być możliwymi oknami prowadzącymi do środowiska zawierającego życie”.
Zakładając, że pręgi tygrysie są rzeczywiście związane z oceanem Enceladusa, przyszłe misje satelitarne mogłyby zostać wyposażone w czujniki i sprzęt do poszukiwania możliwych dowodów życia na Księżycu, mówi Rubin. Ostatni przelot Cassini wokół Enceladusa odbył się 19 grudnia.
Tygrysie pręgi Enceladusa regularnie wyrzucają duże strumienie pary i zamarzniętych cząstek
Carolyn Porco mówi, że praca Kyte'a i Rubina może wyjaśnić wiele pytań dotyczących pęknięć w satelicie.
Na przykład pióropusze erupcji osiągają swój szczyt około pięć godzin później, niż oczekiwano, nawet jeśli weźmiemy pod uwagę 40 minut, jakie zajmuje wyrzucone cząstki dotarcie do wysokości, na której wykrywa je Cassini. Naukowcy sugerowali wcześniej możliwe wyjaśnienia tego opóźnienia, w tym wolno reagującą skorupę lodową.
Kaite i Rubin odkryli, że istnieje optymalna szerokość rowków pasów tygrysa, która wyjaśnia czas erupcji. Szerokość rowków wpływa na to, jak szybko reagują na siły pływowe. W przypadku szerokiej szczeliny erupcje szybko reagują na siły pływowe, mówi Kite. W przypadku węższych szczelin erupcje pojawiają się osiem godzin po osiągnięciu szczytu sił pływowych. „Jest między nimi strzał w dziesiątkę”, mówi, w którym siły pływowe zamieniają ruch wody w ciepło, wytwarzając wystarczającą ilość energii, aby wywołać erupcje odpowiadające obserwowanemu pięciogodzinnemu opóźnieniu. Porco uważa, że to najlepszy punkt w badaniu.
Kaite planuje zbadać analogi gejzerów Enceladus na Ziemi, których najbliższe przykłady można znaleźć na Antarktydzie.
