Vuonna 2005 NASA: n Cassini-avaruusalusta antoi meille uskomattoman kuvan Enceladusesta höyryttämässä vesihöyryn ja jään suihkulähteitä. Nyt Enceladus on jälleen kerran valokeilassa ainoana aurinkojärjestelmän kuuna, jonka tiedetään vaikuttavan merkittävästi vanhemman planeetan kemiaan.
Aiemmin tänä vuonna ESA ilmoitti, että sen Herschelin avaruus observatorio oli havainnut valtavan vesihöyryn toruksen Saturnuksen ympärillä, joka ilmeisesti oli peräisin Enceladusta. Se kulkee noin 600 000 kilometriä poikki ja juoksee noin 60 000 kilometriä syvälle, mutta enemmän kuin sen koko on, mitä se näyttää tekevän ... lisäämällä vettä Saturnuksen yläilmaan. Koska höyryä ei voida havaita näkyvillä aallonpituuksilla, tämä havainto tuli ilmoituksena Herschelin laajuudelle.
"Herschel tarjoaa dramaattisesti uutta tietoa kaikesta oman aurinkokunnan planeetoilta galakseihin miljardien valovuosien päässä", kertoi NASA Herschel -projektitutkija Paul Goldsmith NASA: n Jet Propulsion Laboratoryssa, Pasadena, Kalifornia.
Vaikka Herschelin infrapunahavainto on uusi, Saturnuksen ympärillä ei ole merkkejä höyryn torusta. NASA: n Voyager- ja Hubble-operaatiot olivat johtaneet tähtitieteilijöille johtolankoja. Vuonna 1997 Euroopan avaruusjärjestön Infrapuna-avaruustutkimuslaitos mainitsi vettä Saturnuksen ilmakehässä ja kaksi vuotta myöhemmin NASA: n submillimetrinen aaltoastronomian satelliitti vahvisti sen uudelleen. Mutta tämä vahvistus lisäsi vain palapelin. Saturnuksen alemmista pilvitasoista löytynyt vesi ei voinut nousta kylmemmän yläkerroksen ohi ... Joten mistä vesi tuli? Vastaus tuli Herschelin havaintojen ja erään erittäin järkevän tietokonemallinnuksen muodossa.
"On hämmästyttävää, että malli, joka on yksi iteraatio pilvimallien pitkällä rivillä, rakennettiin tietämättä havainnosta." sanoo Tim Cassidy, JPL: n äskettäinen tutkijatohtori, joka on nyt Coloradon yliopiston ilmakehän ja avaruusfysiikan laboratoriossa, Boulder. ”Ne meistä tässä pienessä mallinnusyhteisössä käyttivät tietoja Cassinista, Voyagerista ja Hubble-kaukoputkesta yhdessä vakiintuneen fysiikan kanssa. Emme odottaneet niin yksityiskohtaisia "kuvia" torusta, ja mallin ja datan välinen vastaavuus oli upea yllätys. "
Näiden simulaatioiden avulla tutkijat olettivat, että suuri osa toruksen vedestä katosi yksinkertaisesti avaruuteen ja osa vetää painovoiman takaisin materiaalin lisäämiseksi Saturnin renkaisiin. Mielenkiintoisin on kuitenkin 3-5%, joka palasi takaisin Saturnuksen ilmapiiriin. Kuinka paljon vesihöyryä on siellä? Sekä Herschelin että ultraviolettikuvauspektrometrin (UVIS) välineen yhdistämisen ansiosta Cassini-avaruusalukselle olemme oppineet, että Enceladusista on joka minuutti poistumassa noin 12 000 kiloa. Voitko kuvitella kuinka paljon se lisäisi vuodessa… tai enemmän ?!
"Herschel-toruksen mittauksilla vuosilta 2009 ja 2010 ja pilvimallimme avulla pystyimme laskemaan Enceladusta tulevan vesihöyryn lähdenopeuden", Cassidy sanoi. "Se on hyvin samaa mieltä UVIS-havainnon kanssa, jossa käytettiin täysin erilaista menetelmää."
"Voimme nähdä veden poistuvan Enceladusta ja voimme havaita lopputuotteen - atomihapen - Saturnusjärjestelmästä", sanoi Cassini UVIS -ryhmän jäsen Candy Hansen, Planetary Science Institute, Tucson, Ariz. "On hienoa Herschelin kanssa. seurata minne se menee sillä välin. ”
Pieni prosenttiosuus lisää jopa joitain mahtavia suuria lukuja, ja toruksen vesimolekyylit vaikuttavat suuresti Saturnin ilmakehään lisäämällä vetyä ja happea.
"Kun vesi roikkuu toruksessa, se altistuu prosesseille, jotka dissosioivat vesimolekyylejä", sanoi Hansen, "ensin vedylle ja hydroksidille, ja sitten hydroksidi dissosioituu vedyksi ja atomihapeksi." Tämä happi leviää Saturn-järjestelmän läpi. Cassini löysi atomihapen lähestyessään Saturnia, ennen kuin se meni kiertoradalle. Tuolloin kukaan ei tiennyt mistä se tuli. Nyt me teemme. ”
Muutaman päivän kuluttua emme oppi jotain uutta aurinkokunnasta ja sen sisäisestä toiminnasta. Herschel Space Observatoryn tekemien havaintojen ja Cassini-Huygensin kaltaisten tehtävien ansiosta pystymme ymmärtämään kauneuden takana olevaa dynamiikkaa… ja kuinka pienellä pelaajalla voi olla merkittävä rooli.
"Tämän pienen Enceladus -kuukauden syvällinen vaikutus Saturnukseen ja sen ympäristöön on hämmästyttävä", sanoi Hansen.
Alkuperäinen tarinan lähde: JPL-lehdistötiedote.
