Aktywność hydrotermalna na Enceladusie (zaktualizowane!)

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.

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

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.

https://www.youtube.com/watch?v=eE_kr80DWYY

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

• 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)