Cel mai recent, ne-am luat rămas bun de la nava spațială Cassini, care, după 13 ani de serviciu fidel către orbita lui Saturn și a sateliților săi, a coborât direct în abisul atmosferei planetei uriașe. Motivul acestei mari finale a fost avertizarea asupra posibilității ca Cassini să se prăbușească într-una din lunile lui Saturn - în special, Enceladus.
Enceladus este unic pentru cortina sa de gheizere și oceanul interior. Astăzi, această mică lună înghețată este considerată un potențial habitat pentru viață, așa că nu am putut să o lăsăm contaminată de nava spațială Cassini. Noile cercetări, publicate în Nature Astronomy, sugerează că acest ocean a existat sub suprafața Enceladului de foarte mult timp - suficient de mult pentru a oferi toate condițiile pentru dezvoltarea vieții.
Gheizerele Enceladus sunt emisii de amestecuri de apă-gheață sărată cu urme de dioxid de carbon, amoniac, metan și alte hidrocarburi care erup din crăpăturile din regiunea polară sudică a Enceladus. Din cauza acestor gheizere, oamenii de știință au decis că Enceladus trebuie să aibă un ocean subteran și că acest ocean este activ (convectiv). Observația ulterioară a arătat că hidrogenul era prezent în emisii, ceea ce a dus la o concluzie suplimentară cu privire la activitatea hidrotermală - reacții chimice datorate interacțiunii apei și rocii. Dar oamenii de știință nu au putut explica ce fel de sursă de căldură ar putea duce la această activitate.
Cu observații suplimentare, misterul sursei de căldură lipsă s-a intensificat. Gheizerele sunt asociate cu așa-numitele „dungi de tigru” - un set de patru defecte paralele la suprafață, de 100 de kilometri lungime și 500 de metri adâncime. Aceste benzi sunt mai fierbinți decât restul scoarței de gheață, așa că ar fi trebuit să fie fisuri în gheață. Aproape nu există cratere de impact în zona dungilor de tigru, deci trebuie să fie foarte tineri, de ordinul unui milion de ani. Orice model care ar putea explica sursa de căldură ar trebui, de asemenea, să ia în considerare natura sa concentrată - oceanul lumii, dar de ce este activă doar regiunea polară sudică?
De câțiva ani la rând, oamenii de știință au preferat explicația „încălzirii mareelor” - rezultatul interacțiunii corpurilor de dimensiuni planetare. De exemplu, interacțiunea mareelor cu propria noastră lună este responsabilă pentru fluxul și refluxul de apă de pe Pământ. Enceladus este în rezonanță orbitală cu luna Dione, care afectează forma orbitei lui Enceladus în jurul lui Saturn. Dar această influență nu este suficientă pentru a explica puterea necesară pentru a menține gheizerele active - aproximativ 5 GW. Ar fi suficient pentru un oraș de mărimea Sfântului Petersburg.
Nucle poros
Video promotional:
Oamenii de știință s-au apropiat de rezolvarea puzzle-ului atunci când s-au uitat la structura internă a Enceladului. Această lună are o densitate suficient de mică încât este compusă în primul rând din gheață cu un miez solid mic. Acest lucru a fost luat în considerare mulți ani, de când Voyager 2 a făcut primele poze cu Enceladus și a determinat raza și apoi volumul său. Tragerea gravitațională a lui Enceladus asupra lui Cassini a făcut posibilă estimarea masei lunii și derivarea valorii densității corpului. Măsurătorile lui Cassini au arătat, de asemenea, că miezul are o densitate scăzută, ceea ce face posibilă concluzia că miezul este poros, cu porii umpluți cu gheață.
Noua serie de calcule umple porii miezului cu apă mai degrabă decât cu gheață, deoarece forțele de maree asociate cu apa din pori sunt mai mult decât suficiente pentru a explica modul în care este generată căldura lui Enceladus. Modelul este excelent în sensul că explică nu numai porozitatea miezului, ci și permeabilitatea acestuia (cât de ușor trece lichidul prin el) și rezistența (se va sparge când trece lichidul?).
Combinarea tuturor acestor parametri într-o singură ecuație permite rezolvarea acestuia prin crearea unui model elegant de flux de căldură în interiorul Enceladus.
Autorii lucrării creează o imagine tridimensională a locului și momentului în care căldura mișcărilor mareelor din spațiile poroase este transferată oceanului subteran. Distribuția căldurii în miez nu este uniformă, ci mai degrabă în procesul de ascensiuni înguste conectate, în principal la Polul Sud. Și pentru că sursele de căldură (care ating 85 de grade Celsius) sunt atât de concentrate, trebuie să existe o activitate hidrotermală crescută în apropierea lor, explicând hidrogenul din erupții.
În cele din urmă, observația izbitoare care poate fi făcută în analiza acestui model este că cantitatea de căldură generată de mareea internă este suficientă pentru a susține oceanul subteran al Enceladus timp de miliarde de ani. Apare o altă întrebare: ce înseamnă toate acestea pentru viața pe Enceladus? Oceanul cald din lume, care există de câteva miliarde de ani, ar fi un leagăn minunat pentru viață - pe Pământ a fost nevoie de doar 640 de milioane de ani pentru ca acesta să treacă de la forma microbilor la mamifere. Din păcate, Enceladus în sine poate fi destul de tânăr - s-ar fi putut forma cu doar 100 de milioane de ani în urmă. Este suficient timp pentru a trăi?
Poate. Cel mai probabil, viața pe Pământ s-a format de-a lungul a câteva sute de milioane de ani în condiții mult mai severe de bombardament intens. Dar apoi a fost nevoie de încă 3500 de milioane de ani pentru a-și extinde zonele de influență. Poate că acesta va fi viitorul lui Enceladus. Poate că acest satelit nu va deveni planeta maimuțelor, ci planeta sirenelor?
Ilya Khel
