Ocean pod lodową skorupą Enceladusa

Dane zebrane przez sondę Cassini, dostarczyły znamiennych dowodów na istnienie podpowierzchniowego morza słonej wody pod lodową skorupą Enceladusa. Jest już prawie pewne, że skaliste jądro księżyca obmywa ocean.

Analizator kosmicznego pyłu zainstalowany w Cassinim, już w 2005 roku wykrył niewielkie ilości soli sodowych w pierścieniu E Saturna, zasilanym przez wypływy z gejzerów Enceladusa. Nie pozwoliło to na jednoznaczne określenie, czy zarejestrowane cząstki pochodzą z wody ciekłej czy z lodu.

Za to kolejne informacje, zebrane przez Cassiniego w trakcie trzech przelotów nad Enceladusem w latach 2008 i 2009, przedstawiły możliwość istnienia podpowierzchniowego oceanu w innym świetle. Analizator kosmicznego pyłu zbadał w tym przypadku materię wyrzucaną wprost z gejzerów położonych w rejonie tygrysich pasów. Odkryte cząstki, prawie na pewno świadczą o obecności ciekłej wody we wnętrzu szóstego co do wielkości satelity Saturna.

Materia wystrzeliwana z gejzerów, zawiera duże granulki soli sodu i potasu. Według naukowców, cząstki takiej wielkości nie występowałyby, gdyby wyrzuty z gejzerów zawierały głównie lód, ponieważ woda, w trakcie krzepnięcia, wypycha z siebie cząstki soli. W drobinach lodu byłoby ich bardzo mało.

Rezerwuar słonej wody, uwięzionej między lodową skorupą a skalnym jądrem, musi być olbrzymi. W trakcie wyrzutów materii z gejzerów, w każdej sekundzie, w przestrzeń kosmiczną wytryskuje 200 kilogramów wody. Słone morze musi być duże, w innym przypadku, już po kilku wybuchach zamarzłoby i ustałaby aktywność w okolicach tygrysich pasów Enceladusa. Według obliczeń, powinno się ono znajdować około 80 kilometrów pod powierzchnią księżyca.

Sole w oceanie Enceladusa pochodzą najprawdopodobniej ze skalnego jądra, obmywanego przez morze. Droga słonej wody na powierzchnię przebiega dwuetapowo. Płyn przepływa najpierw między szczelinami w lodzie i utyka w wewnętrznych rezerwuarach w lodowej skorupie. Następnie, pod wpływem pęknięć, woda będąca pod ciśnieniem, wystrzeliwana jest spod powierzchni w postaci gejzerów rozsianych w okolicach tygrysich pasów.

Praca naukowa, w której dokonano analizy danych zebranych przez analizator kosmicznego pyłu, ukazała się w Nature, jej autorem jest jeden z badaczy zespołu Cassiniego, Frank Postberg (Uniwersytet w Heidelberg, Niemcy).

Kolejna praca naukowa, w której opisano informacje zebrane przez spektrograf promieniowania ultrafioletowych Cassiniego, rozszerza wiadomości na temat podpowierzchniowego oceanu.

Zdjęcia w widmie UV umożliwiły naukowcom z Planetary Science Institute w Tucson, Arizona, dokonanie pomiaru prędkości wystrzałów gazu z gejzerów. Okazało się, że cząstki rozpędzają się od 5 do 8 razy szybciej niż dźwięk, co znacznie przekracza wcześniejsze pomiary.

Uzasadnia to różnice w składzie cząstek w pierścieniu E i bliżej powierzchni Enceladusa. Pierścień E zasilany jest przez bardziej rozpędzone, lżejsze cząstki ubogie w sole. Z drugiej strony, bliżej powierzchni występują relatywnie duże ilości soli w wyrzucanej wodzie, ze względu na mniejsze osiągane prędkości.

Praca ukazała się w czerwcowym Geophysical Research Letters.

Źródła: ESA, NASA