Amikor az Cassini A misszió 2004-ben megérkezett a Saturn rendszerébe, és valami meglepő módon felfedezte az Enceladus déli féltekéjét. A sarki régióban található repedések százai közül a víz és a szerves molekulák hullámait észlelték periodikusan. Ez volt az első jelzés arra, hogy a Szaturnusz holdján belső tengeri hidrotermális aktivitás okozhat a mag-köpeny határ közelében.
Egy új, a Cassini adatokkal, amelyeket a szaturnusz légkörébe való szeptember 15-i merülés előtt szereztek be, ez a tevékenység egy ideje folytatódhat. Valójában a kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy ha a hold magja elég porózus, elegendő hőt tudott volna előidézni ahhoz, hogy a belső óceánt milliárd évig fenntartsa. Ez a tanulmány a legbátorítóbb jel, mégis hogy az Enceladus belseje támogatta az életet.
Nemrég jelent meg a folyóiratban az „Enceladuson belüli hosszú távú hidrotermikus hatás fokozása” című tanulmány Természet csillagászat. A tanulmányt Gaël Choblet, a Nantes Egyetem Bolygó- és Geodinamikai Laboratóriumának kutatója vezette, és bevonta a NASA sugárhajtómű-laboratóriumát, a Károly Egyetemet, valamint a Földtudományi Intézetet és az Egyetem Geo- és Kozmikémiai Laboratóriumát. Heidelbergből.
Előtt Cassini A misszió sok Enceladus repülõcsövéből a tudósok úgy gondolták, hogy a hold felülete szilárd jégbõl áll. Csak miután észrevette a tollazatos tevékenységet, rájöttek, hogy vízsugarai egészen a melegvíz-óceánig terjednek. A. Által beszerzett adatok alapján Cassini, a tudósok még képzett kitalálásokat tudtak készíteni arról, hogy hol helyezkedik el ez a belső óceán.
Enceladus viszonylag kicsi hold, átmérője körülbelül 500 km (311 mérföld). A. Által végzett gravitációs mérések alapján Cassini, Belső óceánja feltételezhetően egy jeges külső felület alatt fekszik, 20-25 km (12,4-15,5 mérföld) mélységben. Ez a felszíni jég azonban körülbelül 1–5 km-re (0,6–3,1 mérföldre) vastagodik a déli sarki régió felett, ahol a víz és a jeges részecskék fúvókái repedések útján szivárognak át.
Annak alapján, ahogyan az Enceladus egy bizonyos hullámon kerüli a Szaturnuszot (más néven: libration), a tudósok képesek voltak becsülni az óceán mélységét, amelyet 26-31 km-re (16-19 mérföld) helyeznek el. Mindez körülvesz egy magot, amelyről azt gondolják, hogy szilikát ásványokból és fémből áll, de ugyanakkor porózus is. Mindezek ellenére a belső hőforrás továbbra is nyitott kérdés.
Ennek a mechanizmusnak akkor kell aktívnak lennie, amikor a hold több milliárd évvel ezelőtt képződött, és még ma is aktív (amint ezt a jelenlegi zuhanytevékenység is bizonyítja). Ahogyan Dr. Choblet egy ESA sajtóközleményében kifejtette:
"Ahol Enceladus megkapja a tartós erőt, hogy aktív maradjon, mindig is rejtély volt, de most részletesebben megvizsgáltuk, hogy a hold sziklás magjának szerkezete és összetétele kulcsszerepet játszhat a szükséges energia előállításában."
A tudósok évek óta spekulálják, hogy a Szaturnusz gravitációs hatása által okozott árapályerők felelősek Enceladus belső melegítéséért. Úgy gondolják, hogy a Saturna tolja és húzza a holdot, miközben elliptikus úton halad a bolygó körül, és amely Enceladus jeges héjának deformálódását okozza, és a déli sarki régió körül repedéseket okoz. Úgy gondolják, hogy ugyanezek a mechanizmusok felelősek az Európa belső melegvíz-óceánjáért.
A jégben fellépő árapályos súrlódás által keltett energia azonban túl gyenge ahhoz, hogy ellensúlyozza az óceánból származó hőveszteséget. Annak sebességében, hogy Enceladus óceánja veszít energiát az űrbe, az egész hold szilárd maradna meg 30 millió éven belül. Hasonlóképpen, a magban levő radioaktív elemek természetes bomlása (amit más holdok számára is javasoltak) szintén körülbelül százszor túl gyenge ahhoz, hogy megmagyarázza az Enceladus belső és tömő aktivitását.
Ennek megoldására Dr. Choblet és csapata szimulációkat készített az Enceladus magjáról annak meghatározására, hogy milyen körülmények teszik lehetővé az árapály melegítését több milliárd év alatt. Mint állítják tanulmányukban:
„Az Enceladus magjának mechanikai tulajdonságaira vonatkozó közvetlen korlátozások hiányában a paraméterek széles skáláját vesszük figyelembe az árapály súrlódási sebességének és a porózus áramlás általi vízszállítás hatékonyságának jellemzésére. Az Enceladus nem konszolidált magja erősen szemcsés / fragmentált anyagnak tekinthető, amelyben az árapály-deformáció valószínűleg a szemcsék közötti súrlódással jár össze a fragmensek átrendeződése során. ”
Azt találták, hogy a Cassini hogy az Enceladus magját nem konszolidált, könnyen deformálódó, porózus kőből kell készíteni. Ezt a magot könnyen áthatolhatja a folyékony víz, amely beszivároghat a magba, és a csúszó kőzetdarabok közötti dagályos súrlódás révén fokozatosan felmelegszik. Miután ezt a vizet melegítették, felfelé emelkedik a környezeti hőmérsékleti különbségek miatt.
Ez a folyamat végül a hőt továbbítja a belső óceánba keskeny hullámakon, amelyek az Enceladus jeges héjáig emelkednek. Ha egyszer odaér, a felszíni jég megolvad, és olyan repedéseket képez, amelyeken keresztül a fúvókák az űrbe jutnak, szivárognak a víz, a jégrészecskék és a hidratált ásványok, amelyek feltöltik a Szaturnusz E-gyűrűjét. Mindez összhangban áll a Cassini, és geofizikai szempontból fenntartható.
Más szavakkal: ez a tanulmány megmutatja, hogy az Enceladus magjában történő fellépés elősegítheti a szükséges melegítést a globális óceán fenntartásához és a tömeges aktivitáshoz. Mivel ez a fellépés a mag szerkezetének és az árapály és a Szaturnusz kölcsönhatásának eredménye, teljesen logikus, hogy ez több milliárd éve zajlik. Tehát az Enceladus tömeges aktivitásának első koherens magyarázatát megmutatva, ez a tanulmány egyben a tartózkodás erőteljes mutatója is.
Mint a tudósok megértették, az élet hosszú időbe telik, hogy elinduljon. A Földön becslések szerint az első mikroorganizmusok 500 millió év után keletkeztek, és a hidrotermikus szellőzőnyílások feltételezhetően kulcsszerepet játszottak ebben a folyamatban. További 2,5 milliárd évbe telt az első többsejtű élet kialakulása, és a szárazföldi növények és állatok csak az elmúlt 500 millió évben voltak.
Ezért nagyon biztató tudni, hogy az olyan holdok, mint az Enceladus - amely rendelkezik az élet támogatásához szükséges kémiai képességekkel - több milliárd évig megszerezte a szükséges energiát. Csak el lehet képzelni, hogy mit fogunk találni, mihelyt a jövőbeli missziók elkezdenek alaposabban megvizsgálni a tömegét!
