Yksi suurimmista yllätyksistä Cassini-matkalla Saturnukseen on ollut aktiivisten geizerien löytäminen Enceladusin kuun etelänavalla. Sen sijaan tämä pieni kuu on yksi geotermisesti aktiivisimmista paikoista aurinkokunnassa.
Nyt uusi tutkimus Cassini-tiedoista osoittaa, että Enceladusin etelänavan alue on jopa odotettua lämpimämpi vain muutama jalka jäisen pinnan alapuolella. Vaikka aiemmat tutkimukset ovat vahvistaneet nestemäisen veden valtameren Enceladussa, joka polttaa geyserejä, tämä uusi tutkimus osoittaa, että valtameri on todennäköisesti lähempänä pintaa kuin aiemmin ajateltiin. Lisäksi - ja kaikkein houkuttelevinta - kuun sisällä on oltava lämmönlähde, jota ei täysin ymmärretä.
"Nämä havainnot antavat ainutlaatuisen kuvan siitä, mitä tapahtuu pinnan alla", kertoi Alice Le Gall, joka kuuluu Cassini RADAR -instrumenttiryhmään, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) ja Université Versailles Saint-Quentin. (UVSQ), Ranska. ”Ne osoittavat, että muutaman ensimmäisen metrin tutkitun alueen pinnan alapuolella, vaikka jäätikkö on 50–60 K, on paljon lämpimämpi kuin odotimme: todennäköisesti jopa 20 K lämpimämpi joissain paikoissa. Tätä ei voida selittää vain auringon valon ja vähäisemmässä määrin Saturnin lämmityksen seurauksena, joten siellä on oltava ylimääräinen lämmönlähde. "
Vuonna 2011 tehdyn tiukan lentotavan aikana otetut mikroaaltoaineistotiedot osoittavat, että Enceladusin pinnalla on ylimääräistä lämpöä kolmella murtumalla. Vaikka nämä kolme murtumaa eivät näytä olevan aktiivisia ainakaan vuonna 2011, vaikka ne ovat samanlaisia kuin tämän kuun ns. Tiikeriraitaominaisuudet, jotka tyhjentävät aktiivisesti jää- ja vesimolekyylejä avaruuteen.
Tutkijoiden mukaan Kuun lämpimän maanalaisen meren yläpuolella olevat näennäisesti lepotilassa olevat murtumat viittaavat Enceladus'n geologian dynaamiseen luonteeseen, mikä viittaa siihen, että kuu on saattanut kokea useita aktiviteetteja eri puolilla sen pintaa.
Vuoden 2011 flyby tarjosi ensimmäisen - ja valitettavasti ainoan - korkean resoluution havainnot Enceladun etelänavasta mikroaallonpituuksilla.
Siinä tarkasteltiin kapeaa, kaari-muotoista eteläisen napa-alueen kaarta, leveys noin 25 km (15 mailia), ja se sijaitsi vain 30 km - 50 km (18-30 mailia) pohjoiseen tiikeriraidan murtumista.
Havaittu lämpö näyttää olevan paljon kylmempänä pakkaskerroksen alla.
Vuoden 2011 flyby-operaation toimintarajoitteiden vuoksi ei ollut mahdollista saada mikroaaltohavaintoja aktiivisista murtumista. Mutta se antoi tutkijoille mahdollisuuden havaita, että Enceladusen termisesti poikkeavat maastot ulottuvat paljon tiikeriraitojen ulkopuolelle.
Heidän havaintonsa osoittavat, että koko etelänavan alue on todennäköisesti lämmin alla, mikä tarkoittaa, että Enceladusin valtameri voi olla vain 2 km Kuun jäisen pinnan alla kyseisellä alueella. Havainto on yhtä mieltä toisen vuoden Cassini-ryhmän jäsenen, Ondrej Cadekin, johtaman vuoden 2016 tutkimuksen kanssa, jonka mukaan Enceladusin etelänavalla olevan kuoren paksuus oli pienempi kuin muun kuun. Tutkimuksen mukaan jääkuoren syvyys oli alle 5 km (1,2 mailia) etelänavalla, kun taas muiden Enceladus-alueiden keskimääräinen syvyys on välillä 18–22 km (11–13 mailia).
Mikä tuottaa sisäisen lämmön Enceladussa? Tärkein lämmönlähde on edelleen mysteeri, mutta tutkijoiden mielestä Enceladusin, Saturnuksen ja toisen kuun, Dionen vetämä ja joustava Enceladusin sisustus välinen painovoima vaikuttaa. Hinaus, joka tunnetaan vuorovesivoimina, aiheuttaa kuun sisäosien hiertymisen aiheuttaen kitkaa ja lämpöä. Se myös aiheuttaa kuoren rasituskompressioita ja muodonmuutoksia, mikä johtaa vikojen ja murtumien muodostumiseen. Tämä puolestaan tuottaa enemmän lämpöä pintakerroksissa. Tässä skenaariossa ohuempi jäinen kuori etelänavan alueella altistuu suuremmalle vuoroveden muodonmuutokselle, mikä tarkoittaa sitä, että lisää lämpöä syntyy pitämään maanalaista vettä lämpimänä.
Koska geyserit olivat tiedossa vasta Cassinin saapumiseen Saturnukseen, avaruusaluksella ei ollut erityistä hyötykuormaa tutkiakseen niitä, mutta tutkijat käyttivät käytettävissään olevia välineitä parhaiden havaintojen tekemiseen, lentäen avaruusaluksen 49 km: n etäisyydelle ( 30 mailia) pinnasta. Tutkiessaan vuoroveden lämmitystä kokonaan - tai selvittääkseen, onko olemassa muita lämmönlähteitä - tutkijat jatkavat erilaisten Cassini-laitteiden jo ottamien tietojen tutkimista. Mutta koska operaatio päättyy syyskuussa 2017, se saattaa vaatia uuden matkan tähän kiehtovaan kuuhun tämän mysteerin selvittämiseksi kokonaan.
"Tämä löytö avaa uusia näkökulmia tutkittaessa asumisolosuhteiden syntymistä kaasujätteisten planeettojen jäisillä kuukausilla", kertoo Nicolas Altobelli, ESA: n Cassini – Huygensin projektitutkija. "Jos Enceladusin maanalainen meri on todella niin lähellä pintaa, kuin tämä tutkimus osoittaa, tulevaisuuden tehtävä tälle kuulle, jolla on jään läpäisevä tutkaääni, voi pystyä havaitsemaan sen."
"Enceladusin innostusta lisää lämpötilojen löytäminen näiden kolmen epäaktiivisen murtuman lähellä, joka on yllättäen korkeampi kuin niiden ulkopuolella", kertoi Cassini-projektin tutkija Linda Spilker Jet Propulsion -laboratoriosta. ”Millainen lämmin maanalainen valtameri todella on ja missä elämä olisi voinut kehittyä siellä? Näihin kysymyksiin on vastattava tulevissa virkamatkoissa tähän valtameremaailmaan. ”
Lähetä vapaasti lähetysesityksesi alla olevaan kommenttiosaan ...
Lähteet: ESA
JPL
Paperi: Lämpötilan poikkeavia piirteitä Enceladun etelänapaisen maaston pinnan alla ”, kirjoittanut A. Le Gall et al. (2017), julkaistu Nature Astronomy-lehdessä
