Nedavno smo se oprostili od svemirske letjelice Cassini, koja se nakon 13 godina vjernog služenja orbiti Saturna i njegovih satelita spustila izravno u ponor atmosfere divovskog planeta. Razlog ovog velikog finala bilo je upozorenje na mogućnost da se Cassini sruši na jedan od Saturnovih mjeseci - posebno na Enceladus.
Enceladus je jedinstven po zastorima gejzira i unutrašnjosti oceana. Danas se ovaj maleni ledeni mjesec smatra potencijalnim staništem za život, pa nismo mogli dopustiti da ga kontaminira svemirska letjelica Cassini. Novo istraživanje objavljeno u časopisu Nature Astronomy sugerira da ovaj ocean postoji vrlo dugo ispod površine Encelada - dovoljno dugo da stvori uvjete za razvoj života.
Enceladus Gejziri su emisije slanih smjesa vode i leda s tragovima ugljičnog dioksida, amonijaka, metana i drugih ugljikovodika koji izbijaju iz pukotina u južnom polarnom području Enceladusa. Zbog tih gejzira znanstvenici su odlučili da Enceladus mora imati podzemni ocean i da je taj ocean aktivan (konvektivan). Naknadno promatranje pokazalo je da je vodik prisutan u emisijama, što je dovelo do dodatnog zaključka o hidrotermalnoj aktivnosti - kemijskim reakcijama uslijed interakcije vode i stijene. No, znanstvenici nisu uspjeli objasniti kakav bi izvor topline mogao dovesti do ove aktivnosti.
Uz dodatna opažanja, misterij nestalog izvora topline samo se pojačavao. Gejziri su povezani s takozvanim "tigrovim prugama" - skupom od četiri paralelna rasjeda na površini, dugačkim 100 kilometara i dubokim 500 metara. Te su trake vruće od ostatka ledene kore, pa se pretpostavljalo da to moraju biti pukotine na ledu. Na području tigrovih pruga gotovo da nema udarnih kratera, pa moraju biti vrlo mladi, otprilike milijun godina. Bilo koji model koji bi mogao objasniti izvor topline također bi morao uzeti u obzir njegovu fokusiranu prirodu - svjetski ocean, ali zašto je aktivna samo južna polarna regija?
Već nekoliko godina zaredom znanstvenici preferiraju objašnjenje "plimnog zagrijavanja" - rezultata interakcije tijela planetarnih veličina. Na primjer, plimna interakcija s vlastitim mjesecom odgovorna je za oseke i protok vode na Zemlji. Encelad je u orbitalnoj rezonanciji s mjesecom Dionom, što utječe na oblik Enceladusove orbite oko Saturna. Ali ovaj utjecaj nije dovoljan da objasni snagu potrebnu za održavanje gejzira - oko 5 GW. Bilo bi dovoljno za grad veličine Sankt Peterburga.
Porozna jezgra
Promotivni video:
Znanstvenici su se približili rješavanju zagonetke kada su pogledali unutarnju strukturu Encelada. Ovaj mjesec ima dovoljno nisku gustoću da se sastoji uglavnom od leda s malom čvrstom jezgrom. To se smatralo dugi niz godina, jer je Voyager 2 napravio prve slike Encelada i odredio njegov radijus, a zatim i volumen. Enceladov gravitacijski potez na Cassiniju omogućio je procjenu mase Mjeseca i izvođenje vrijednosti gustoće tijela. Cassinijeva mjerenja također su pokazala da jezgra ima malu gustoću, što sugerira da je jezgra porozna, s ledom ispunjenim porama.
Nova serija proračuna puni pore jezgre vodom, a ne ledom, jer su plime i oseke povezane s vodom u porama više nego dovoljne da objasne kako se stvara toplina Encelada. Model je izvrstan po tome što objašnjava ne samo poroznost jezgre, već i njezinu propusnost (koliko lako tekućina prolazi kroz nju) i čvrstoću (hoće li puknuti kad tekućina prođe?).
Kombinacija svih ovih parametara u jednoj jednadžbi omogućuje rješavanje stvaranjem elegantnog modela protoka topline unutar Enceladusa.
Autori stvaraju trodimenzionalnu sliku o tome gdje se i kada toplina plimnih kretanja unutar poroznih prostora prenosi u podzemni ocean. Raspodjela topline u jezgri nije jednolična, već u procesu povezanih uskih nadmorskih visina, uglavnom na Južnom polu. A budući da su izvori topline (čija temperatura doseže 85 Celzijevih stupnjeva) toliko koncentrirani, mora postojati povećana hidrotermalna aktivnost u njihovoj blizini, objašnjavajući vodik u erupcijama.
Konačno, zapanjujuće zapažanje koje se može primijeniti pri analizi ovog modela jest da je količina topline generirana unutarnjom plimom dovoljna za održavanje podzemnog oceana Enceladusa milijardama godina. Postavlja se još jedno pitanje: što sve ovo znači za život na Enceladu? Topli svjetski ocean, koji postoji već nekoliko milijardi godina, bio bi prekrasna kolijevka za život - na Zemlji je trebalo samo 640 milijuna godina da prijeđe iz oblika mikroba u sisavce. Nažalost, sam Enceladus može biti prilično mlad - možda je nastao prije samo 100 milijuna godina. Je li ovo dovoljno vremena za život?
Može biti. Najvjerojatnije je život na Zemlji nastajao tijekom nekoliko stotina milijuna godina u mnogo težim uvjetima teškog bombardiranja. Ali tada je trebalo dodatnih 3500 milijuna godina da proširi svoja područja utjecaja. Možda će ovo biti budućnost Encelada. Možda ovaj satelit ne postane planet majmuna, već planet sirena?
Ilja Khel
