Enceladus generuje więcej ciepła niż zakładano

0

Enceladus, niepozorny księżyc Saturna, kolejny raz zaskakuje naukowców. Po analizie danych zebranych przez sondę Cassini za pomocą spektrometru podczerwieni okazało się, że wewnętrzna moc cieplna emitowana na biegunie południowym tego ciała niebieskiego wynosi aż 15,8 gigawatów.

Jest to o rząd wielkości więcej, niż przewidywali naukowcy. Taka moc jest 3 razy większa niż maksymalnie może wytworzyć Elektrownia Bełchatów.

Mechanizm odpowiedzialny za generację tak dużej ilości zaobserwowanej mocy wewnętrznej pozostaje zagadką i wyzwaniem dla aktualnie przedstawianych modeli długoterminowej produkcji ciepła
– stwierdził Carly Howett z Southwest Research Institute in Boulder, Colo., będący zarazem członkiem ekipy badawczej zajmującej się analizą danych ze spektrometru podczerwieni sondy Cassini i głównym autorem artykułu na temat większej niż oczekiwano mocy cieplnej generowanej wewnątrz Enceladusa.*

Tygrysie pasy

Już ponad ćwierć wieku temu, sonda Voyager 2 przeleciała w okolicy Saturna i jego księżyców, wykonując przy okazji kilka zdjęć Enceladusa. Już wtedy można było dostrzec, że część powierzchni satelity jest bardzo gładka – jakby była dotknięta przez różne aktywne procesy (nie tylko uderzenia meteorytów). Niestety Voyager 2 nie sfotografował okolic bieguna południowego Enceladusa.

Następnie w trakcie misji Cassini (od początku 2005 roku) kamery sondy zarejestrowały rozbłyski na brzegu tarczy księżyca – właśnie w pobliżu bieguna południowego. Okazało się, że są to strugi pary wodnej, wydobywające się spod powierzchni Enceladusa. W trakcie kolejnych przelotów sondy zdobywano coraz więcej informacji o tym dziwnym, małym świecie.

Zdjęcia powierzchni południowej półkuli ujawniły kilka głębokich, równoległych pęknięć o długości 130 kilometrów ciągnących się wzdłuż bieguna. Nazwano je “tygrysimi pasami”. Okazało się, że strugi pary wodnej wystrzeliwują z ich najcieplejszych punktów, a temperatura samych pasów jest znacznie wyższa niż pozostałej powierzchni Enceladusa.

“Mały” fenomen

Enceladus, jako księżyc o małej średnicy (504 kilometrów), powinien być martwym i chłodnym globem. Cassini wykrył wyraźne ślady aktywności geologicznej. Hipoteza, którą wstępnie wysunęli badacze, głosi, że ciepło generowane jest w wyniku tarcia wewnątrz księżyca. Ścierające się ze sobą skały nagrzewają obszar pod biegunem południowym, co powoduje wydzielanie się pary wodnej i jej wędrówkę na powierzchnię.

Tarcie nie byłoby możliwe, gdyby nie energia pływowa. Enceladus jest uwięziony pomiędzy potężnym oddziaływaniem grawitacyjnym Saturna i jednego z jego księżyców – Dione. Za każdym razem, gdy Dione wyprzedza Enceladusa, mniejszy satelita zostaje “szarpnięty” i wpada w rezonans, co może mieć wpływ na wewnętrzne tarcie.

Ścieranie się sztywnych skał jest jednak za mało efektywne: na Enceladusie trą o siebie fragmenty lodu składające się na płaszcz księżyca. Naukowcy wyliczyli, że energia generowana w ten sposób powinna wynosić około 1,1 gigawata. Do tego dochodzi ciepło powstałe w wyniku rozpadu pierwiastków promieniotwórczych wewnątrz tego ciała niebieskiego, które wynosi… 0,3 gigawata. Jest to znacznie mniej od wykrytej wartości strumienia ciepła, które oszacowano na 15,8 gigawata.

Skąd więc wzięło się pozostałe 14,4 gigawatów?

Ciekła woda?

Według jednej z nowszych hipotez Enceladus podlega cyklicznym zmianom wydzielania temperatury. Gorące okresy poprzetykane są zimniejszymi i spokojniejszymi, w trakcie których księżyc trwa w uśpieniu. Cassini trafił najprawdopodobniej na okres wzmożonej aktywności.

Nowe dane, które ukazują Enceladusa jako ciało znacznie cieplejsze niż wcześniej zakładali naukowcy, pozwalają na wysnucie wniosku, że pod powierzchnią księżyca znajduje się ocean ciekłej wody. Mógłby on istnieć między skalistym jądrem a lodowym płaszczem, zwiększając jeszcze bardziej wewnętrzne tarcie.

Ciekła woda i energia pływów (a co za tym idzie – wysoka temperatura) – to prawie wszystko, co jest potrzebne, by mogło zaistnieć życie. Do tego dochodzą jeszcze pierwiastki i związki odkryte przez sondę Cassini w jednej z wystrzelonych strug: oprócz wody są to: azot, dwutlenek węgla, metan, acetylen i cyjanowodór. W śladowych ilościach występują także związki organiczne takie jak etan, propan, benzen, formaldehyd.

Enceladus staje się dzięki temu kolejnym obiektem w Układzie Słonecznym, który może zainteresować astrobiologów. Być może jest to poważniejszy kandydat na odnalezienie pozaziemskiego życia niż Europa – satelita Jowisza, której oceany ukryte są pod grubą skorupą lodu. Wody podpowierzchniowe Enceladusa są znacznie łatwiejsze do zbadania, ponieważ wydostają się z jego wnętrza na powierzchnię za pomocą gejzerów.

* Artykuł ukazał się w Journal of Geophysical Research 4 marca 2011 roku.

(NASA)

Share.

Comments are closed.