Aktywność hydrotermalna na Enceladusie (zaktualizowane!)

5

Dzięki misji Cassini oraz teleskopu Hubble udało się wykryć aktywność hydrotermalną na dnie oceanu Enceladusa. Ma to duże znaczenie dla poszukiwań życia poza Ziemią. 

Aktualizacja na końcu artykułu.

Misja Cassini rozpoczęła się w 1997 roku, kiedy sonda, wraz z próbnikiem Huygens, rozpoczęła swoją podróż w kierunku Saturna, znanej z gigantycznego układu pierścieni oraz drugiej po Jowiszu największej planety Układu Słonecznego. W 2004 r. dotarła do celu stając się pierwszym sztucznym satelitą Saturna. Cassini będzie krążyć wokół Saturna do września tego roku – po czym nastąpi “wielki finał” tej misji.

Aktywne gejzery Enceladusa - 28.10.2015 / Credits - NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Aktywne gejzery Enceladusa – 28.10.2015 / Credits – NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Enceladus jest jednym z najbardziej fascynujących obiektów w naszym Układzie Słonecznym. Jest to mały księżyc o średnicy około 500 km (dla porównania – nasz Księżyc ma średnicę prawie 3500 km) w całości pokryty lodem. Co ciekawe, na powierzchni Enceladusa można zaobserwować stosunkowo niewiele kraterów. Sugeruje to, że powierzchnia księżyca jest dość młoda.

W 2005 r. sonda trzykrotnie przeleciała w pobliżu Enceladusa, co pozwoliło odkryć cienką atmosferę księżyca. W okolicach bieguna południowego zaobserwowano również zjawiska przypominające ziemskie gejzery, z których na powierzchnię wydostawała się para wodna i cząsteczki materii organicznej. Wskazywało to na występowanie pod powierzchnią księżyca wody w stanie ciekłym.

Wodny świat

Prawdopodobny przekrój przez strukturę wewnętrzną Enceladusa / Credits - NASA

Prawdopodobny przekrój przez strukturę wewnętrzną Enceladusa / Credits – NASA

Łącznie sonda wykonała 22 przeloty nad Enceladusem (ostatni z nich – 19 grudnia 2015). Podczas przelotu z 28 października 2015 sonda Cassini zbliżyła się na odległość zaledwie 50 km nad południowym biegunem tego księżyca. Ten i inne przeloty pozwoliły m.in. na ustalenie, że zaledwie 5 km pod lodową skorupą Enceladusa znajduje się woda w stanie ciekłym, a łącznie gejzerów jest niemal sto. Udało się także ustalić, że ocean na Enceladusie ma charakter globalny. Głębokość oceanu na tym księżycu szacowana jest na około 25 – 75 km.

Pomimo, że Cassini już nie wykona kolejnych przelotów obok Enceladusa, wciąż pojawiają się nowe odkrycia. W czwartek 13 kwietnia 2017 o 20:00 CEST NASA ogłosi na specjalnej konferencji wyniki najnowszych badań z misji Cassini, wspartych obserwacjami z kosmicznego teleskopu Hubble (HST). Z dostępnych przed konferencją informacji wynika, że na Enceladusie powstaje metan wskutek aktywności hydrotermalnej. Udało się także wykryć duże ilości wodoru, uciekającego z gejzerów tego księżyca. Oznacza to, że jakiś proces na dnie oceanu Enceladusa tworzy wodór. Ilość wykrytego wodoru w składzie materiału wyrzucanego przez gejzery wyraźnie sugeruje aktywność hydrotermalną na dnie księżyca.

Aktywność hydrotermalna na Enceladusie

Najnowsze odkrycia sugerują, że na Enceladusie powinny znajdować się strefy odpowiednie dla powstania i utrzymania życia. Naukowcy podejrzewali już od 2015 roku, że takie obszary występują na Enceladusie, jednak dopiero w zeszłym roku udało się zebrać i przeanalizować więcej danych.  Oczywiście nie jest to równoznaczne z rzeczywistym zaistnieniem życia. Warto jednak zauważyć, że na dnie ziemskich oceanów występują obszary z aktywnością hydrotermalną. Te rejony można nazwać „oazami”, gdyż gęstość różnych form życia jest tam nawet o 100 tysięcy razy większa niż w pozostałych częściach dna głębin oceanicznych. Co więcej, jest możliwe, że na Ziemi życie powstało właśnie wokół takich obszarów hydrotermalnych, z uwagi obecność różnych związków chemicznych i pierwiastków oraz wyższą temperaturę wody. Podobna sytuacja wydaje się być dość prawdopodobna na Enceladusie.

Gorące źródło hydrotermalne niedaleko wysp Galapagos / Credits – EVNautilus

Wokół źródeł hydrotermalnych można także znaleźć proste organizmy zwane ekstremofilami. Te organizmy są zdolne do przetrwania bardzo wysokiej temperaturze, przy pH bardzo oddalonym od neutralnego i przy obecności niewielkiej ilości związków oraz pierwiastków potrzebnych do życia. Czy takie organizmy skrywają się na dnie oceanu Enceladusa, blisko gorącego źródła hydrotermalnego? Te pytania póki co pozostaną bez odpowiedzi, gdyż po zakończeniu misji Cassini w najbliższych latach żadna agencja kosmiczna nie planuje przeprowadzić misji do Saturna i jego księżyców.

Link do jednej z prezentacji NASA o Enceladusie (ze stycznia 2016):

https://saturn.jpl.nasa.gov/system/downloadable_items/623_2016-January-hsu-presentation.pdf

Aktualizacja

Poniżej prezentujemy zapis z konferencji NASA.

Konferencja NASA / Credits – NASA TV

Podsumowanie:

  • Potwierdzono istnienie wodoru w pióropuszu materii z gejzerów Enceladusa. Ten wodór musi pochodzić z wnętrza tego księżyca i jego źródłem są prawdopodobnie źródła hydrotermalne. Ten wodór może sprzyjać powstaniu i utrzymaniu życia – takiego, jakie znamy na Ziemi.
  • Skład materii wyrzuconej przez gejzery Enceladusa to 98% wody i mniejsze ilości amoniaku, metanu, tlenku węgla, kilku związków organicznych oraz wodoru. Powstawanie wodoru jest związane z procesem zwanym serpentynizacja.
Prawdopodobny przekrój przez zewnętrzne warstwy Enceladusa - z widocznymi źródłami hydrotermalnymi / Credits - NASA TV

Prawdopodobny przekrój przez zewnętrzne warstwy Enceladusa – z widocznymi źródłami hydrotermalnymi / Credits – NASA TV

  • Wydaje się, że Enceladus ma wszystkie potrzebne składki (związki chemiczne, woda oraz źródło energii), które są potrzebne dla utrzymania życia.
  • Odkrycia związane Enceladusem powstały głównie dzięki misji Cassini. Innym obiektem podobnym do Enceladusa jest duży księżyc Jowisza – Europa. Obserwacje tego księżyca wykonuje w ostatnich latach kosmiczny teleskop HST.
  • Dzięki HST udało się zaobserwować podobne gejzery na Europie. Dotychczas dowody na ich istnienie były niewystarczające – jednak dzięki obserwacjom z 2016 roku udało się potwierdzić ich obecność.

Niestety misja Cassini się już kończy. Najbliższa prawdopodobna misja to Europa Clipper, której start zaplanowano na 2022 rok. Celem tej misji będzie wykonanie obserwacji Europy i określenie, czy jest tam także możliwe zaistnienie życia. Dzięki ostatnim odkryciom sondy Cassini możliwe będzie także bliskie porównanie Enceladusa i Europy.

(NASA, SR)

Share.

5 komentarzy

  1. Może tego typu odkrycie spowoduje że priorytety się trochę przesuną w stronę badan o które Ci chodzi. Jest silny bodziec do tego żeby przyjrzeć się Europie i Enceladusowi z bliska. Ale z tym że będzie to łatwe to się nie zgodzę.
    Zasilanie z fotowoltaiki jest skąpe, szczególnie w pobliżu Saturna chociaż bliższy słońcu Jowisz też nie ma za wiele tego światła. Przy Jowiszu są takie pasy radiacyjne że wszelka elektronika musi być w kilku kopiach z ciężkimi osłonami. Saturn ma pod tym względem troszke lepiej.
    Wiercenie czy przetapianie się przez kilometry lodu będzie czaso- i energochłonne. Czyli jakikolwiek sprzęt będzie musiał operować długo, niezawodnie i pożerając mnóstwo energii. To najprawdopodobniej oznacza zasilanie jądrowe, ciężkie, zwielokrotnione systemy i może nawet ograniczone możliwości samonaprawy / wymiany zuzytych elementów grzejnych lub wierteł. To jest naprawdę lista wymagań których nie da się spełnic w przyszły wtorek. Ale można mieć nadzieje że się dożyje 🙂

      • no to do tego wogóle nie trzeba lądować. wystarczy przelecieć przez smugę materii wyrzucanej przez gejzer (na kilkadziesiąt km ponad powierzchnię księżyca) i zebrać próbki.
        ale chyba nie tylko mnie by to nie zadowoliło;) zanurzyć się w obcym oceanie – tego nic nie przebije;)

    • szkoda że dopiero teraz się zaczęli zachwycać enceladusem i europą. już 15 lat temu było wiadomo że to nie są “martwe” ciała. ( oczywiście nie będę wspominał że dużą rolę w hamowaniu badań tych księzyców miał martwy i suchy mars.)
      owszem misja eksploracyjna z lądownikiem jest trudna i bardzo droga. chociaż to o czym pisała Ergo Sum – robienie zdjęć z orbity lub flyby nie byłoby zbyt skomplikowane i można było to zrealizować. kilka lat po spaleniu galileo w atmosferze jowisza.
      z tym że na obu tych ksieżycach odkryto gejzery – a zatem musi istnieć co najmniej 1 korytarz którym materia przemieszcza się z wnętrza księżyca na jego powierzchnię. pytanie czy tym korytarzem można by przetransportować próbnik z powierzchni do wnętrza ksieżyca.
      ja już się wystarczająco nafrustrowałem na powolność dzialań NASA. nie żądam cudów, kilometrowych wierceń przez lód itp.
      wystarczyłą by mi lista potwierdzonych “wodnych światów” w naszym układzie. jest kilkunastu kandydatów którzy mogliby się na niej znaleźć. z czego połowa znajduje się na niezbadanych jeszcze układach Urana i Neptuna i Plutona. tu mogą być prawdziwe niespodzianki. ale sam układ saturna kryje jeszcze sporo tajemnic. skoro ciekła woda występuje na 3 z 4 głównych księzyców jowisza to dziwne byłoby gdyby występowała na jedynie 2 z 7 glównych ksiezyców saturna.

  2. Coś, co przyprawia mnie o “szewską pasję” jest minimalny rozmiar kolejnych kroków w kwestii różnych misji. Za 10 lat poleci tam sonda która zrobi lepsze zdjęcia, a za kolejne 10 sonda która zrobi zdjęcia jeszcze lepsze – i tak za 100 lat będziemy już mieli zdjęcia z 1 m nad powierzchnią.
    Co z tego że nie mamy pewności czy jest tam życie. Cz to na prawdę tak trudno poczekać 2 lata i zaplanować sondę próbkującą badającą analizującą – włącznie z jakimś rodzajem łazików, wierteł, “węgorzy” itp. Przecież jeśli nie będzie tam życia zawsze te węgorze można będzie użyć do innych badań! Trzeba przygotowywać misje bardziej elastycznie, tak aby można było zdalnie dokonać zmian.