Οταν ο Cassiniαποστολή έφτασε στο σύστημα του Κρόνου το 2004, ανακάλυψε κάτι μάλλον απροσδόκητο στο νότιο ημισφαίριο του Εγκέλαδου. Από εκατοντάδες ρωγμές που εντοπίστηκαν στην πολική περιοχή, λοφία νερού και οργανικά μόρια εντοπίστηκαν να εκτοξεύονται περιοδικά. Αυτή ήταν η πρώτη ένδειξη ότι το φεγγάρι του Κρόνου μπορεί να έχει εσωτερικό ωκεανό που προκαλείται από υδροθερμική δραστηριότητα κοντά στο όριο πυρήνα-μανδύα.
Σύμφωνα με α νέα μελέτη βασισμένο στοCassiniδεδομένα, τα οποία έλαβε πριν βουτήξει στην ατμόσφαιρα του Κρόνου 15 Σεπτεμβρίου , αυτή η δραστηριότητα μπορεί να συνεχίζεται εδώ και αρκετό καιρό. Στην πραγματικότητα, η ομάδα μελέτης κατέληξε στο συμπέρασμα ότι εάν ο πυρήνας του φεγγαριού είναι αρκετά πορώδης, θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει αρκετή θερμότητα για να διατηρήσει έναν εσωτερικό ωκεανό για δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή η μελέτη είναι η πιο ενθαρρυντική ένδειξη μέχρι τώρα ότι το εσωτερικό του Εγκέλαδου θα μπορούσε να υποστηρίξει ζωή.
Η μελέτη με τίτλο « Ενεργοποίηση παρατεταμένης υδροθερμικής δραστηριότητας εντός του Εγκέλαδου », εμφανίστηκε πρόσφατα στο περιοδικόΑστρονομία της Φύσης.Επικεφαλής της μελέτης ήταν ο Gaël Choblet, ερευνητής με το Πλανητικό και Γεωδυναμικό Εργαστήριο στο Πανεπιστήμιο της Νάντης και περιλάμβανε μέλη από το Εργαστήριο Αεριωθούμενης Προώθησης της NASA, το Πανεπιστήμιο του Καρόλου και το Ινστιτούτο Επιστημών της Γης και το Εργαστήριο Γεω- και Κοσμοχημείας στο Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης.
Η απόδοση του καλλιτέχνη της πιθανής υδροθερμικής δραστηριότητας που μπορεί να λαμβάνει χώρα στον και κάτω από τον πυθμένα του Εγκέλαδου. Πίστωση: NASA/JPL
Πριν αποCassiniστις πολλές πτήσεις του Εγκέλαδου της αποστολής, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η επιφάνεια αυτού του φεγγαριού αποτελείται από συμπαγή πάγο. Μόνο αφού παρατήρησαν τη δραστηριότητα του λοφίου κατάλαβαν ότι είχε πίδακες νερού που εκτείνονταν μέχρι κάτω σε έναν ωκεανό με ζεστά νερά στο εσωτερικό του. Από τα στοιχεία που ελήφθησαν απόCassini,Οι επιστήμονες μπόρεσαν ακόμη και να κάνουν μορφωμένες εικασίες για το πού βρισκόταν αυτός ο εσωτερικός ωκεανός.
Συνολικά, ο Εγκέλαδος είναι ένα σχετικά μικρό φεγγάρι, με διάμετρο περίπου 500 km (311 μίλια). Με βάση τις μετρήσεις βαρύτητας που πραγματοποιήθηκαν απόCassini,Ο εσωτερικός ωκεανός του πιστεύεται ότι βρίσκεται κάτω από μια παγωμένη εξωτερική επιφάνεια σε βάθη 20 έως 25 km (12,4 έως 15,5 μίλια). Ωστόσο, αυτός ο επιφανειακός πάγος λεπταίνει σε περίπου 1 έως 5 km (0,6 έως 3,1 μίλια) πάνω από τη νότια πολική περιοχή, όπου οι πίδακες νερού και τα παγωμένα σωματίδια εκτοξεύονται μέσω ρωγμών.
Με βάση τον τρόπο που ο Εγκέλαδος περιφέρεται γύρω από τον Κρόνο με μια ορισμένη ταλάντευση (γνωστός και ως βιβλιοθήκη), οι επιστήμονες μπόρεσαν να κάνουν εκτιμήσεις για το βάθος του ωκεανού, το οποίο τοποθετούν στα 26 έως 31 km (16 έως 19 μίλια). Όλα αυτά περιβάλλουν έναν πυρήνα που πιστεύεται ότι αποτελείται από πυριτικά ορυκτά και μέταλλο, αλλά που είναι επίσης πορώδης. Παρά όλα αυτά τα ευρήματα, η πηγή της εσωτερικής θερμότητας παρέμεινε κάτι σαν ανοιχτό ερώτημα.
Αυτός ο μηχανισμός θα έπρεπε να είναι ενεργός όταν το φεγγάρι σχηματίστηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια και εξακολουθεί να είναι ενεργό σήμερα (όπως αποδεικνύεται από την τρέχουσα δραστηριότητα των λοφίων). Όπως εξήγησε ο Δρ Choblet σε μια ESA δήλωση τύπου :
«Το πού αποκτά ο Εγκέλαδος τη συνεχή δύναμη για να παραμείνει ενεργός ήταν πάντα λίγο μυστήριο, αλλά τώρα έχουμε εξετάσει με μεγαλύτερη λεπτομέρεια πώς η δομή και η σύνθεση του βραχώδους πυρήνα του φεγγαριού θα μπορούσε να παίξει βασικό ρόλο στην παραγωγή της απαραίτητης ενέργειας».
Οι μετρήσεις βαρύτητας από το διαστημόπλοιο Cassini της NASA και το Deep Space Network υποδηλώνουν ότι το φεγγάρι του Κρόνου Εγκέλαδος, το οποίο έχει πίδακες υδρατμών και πάγου που αναβλύζουν από τον νότιο πόλο του, φιλοξενεί επίσης έναν μεγάλο εσωτερικό ωκεανό κάτω από ένα κέλυφος πάγου, όπως απεικονίζει αυτή η εικόνα. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech
Για χρόνια, οι επιστήμονες εικάζουν ότι οι παλιρροϊκές δυνάμεις που προκαλούνται από τη βαρυτική επίδραση του Κρόνου είναι υπεύθυνες για την εσωτερική θέρμανση του Εγκέλαδου. Ο τρόπος με τον οποίο ο Κρόνος σπρώχνει και τραβά το φεγγάρι καθώς ακολουθεί μια ελλειπτική διαδρομή γύρω από τον πλανήτη πιστεύεται επίσης ότι είναι αυτός που προκαλεί την παραμόρφωση του παγωμένου κελύφους του Εγκέλαδου, προκαλώντας τις ρωγμές γύρω από τη νότια πολική περιοχή. Αυτοί οι ίδιοι μηχανισμοί πιστεύεται ότι είναι υπεύθυνοι για τον εσωτερικό ωκεανό με ζεστά νερά της Ευρώπης.
Ωστόσο, η ενέργεια που παράγεται από την παλιρροϊκή τριβή στον πάγο είναι πολύ αδύναμη για να αντισταθμίσει την απώλεια θερμότητας που παρατηρείται από τον ωκεανό. Με τον ρυθμό που ο ωκεανός του Εγκέλαδου χάνει ενέργεια στο διάστημα, ολόκληρο το φεγγάρι θα παγώσει στερεό μέσα σε 30 εκατομμύρια χρόνια. Ομοίως, η φυσική διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων εντός του πυρήνα (η οποία έχει προταθεί και για άλλα φεγγάρια) είναι επίσης περίπου 100 φορές πολύ αδύναμη για να εξηγήσει τη δραστηριότητα του εσωτερικού και του λοφίου του Εγκέλαδου.
Για να αντιμετωπιστεί αυτό, ο Δρ Choblet και η ομάδα του πραγματοποίησαν προσομοιώσεις του πυρήνα του Εγκέλαδου για να προσδιορίσουν τι είδους συνθήκες θα μπορούσαν να επιτρέψουν την παλιρροιακή θέρμανση για δισεκατομμύρια χρόνια. Όπως αναφέρουν στη μελέτη τους:
«Εφόσον δεν υπάρχουν άμεσοι περιορισμοί στις μηχανικές ιδιότητες του πυρήνα του Εγκέλαδου, εξετάζουμε ένα ευρύ φάσμα παραμέτρων για να χαρακτηρίσουμε τον ρυθμό της παλιρροϊκής τριβής και την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς του νερού με πορώδη ροή. Ο μη στερεοποιημένος πυρήνας του Εγκέλαδου μπορεί να θεωρηθεί ως ένα εξαιρετικά κοκκώδες/θρυμματισμένο υλικό, στο οποίο η παλιρροιακή παραμόρφωση είναι πιθανό να σχετίζεται με διακοκκώδη τριβή κατά τις αναδιατάξεις των θραυσμάτων».
Απόδοση καλλιτέχνη που δείχνει μια εσωτερική διατομή του φλοιού του Εγκέλαδου, η οποία δείχνει πώς η υδροθερμική δραστηριότητα μπορεί να προκαλεί τα νέφη του νερού στην επιφάνεια της Σελήνης. Πιστώσεις: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι προκειμένου να τοCassiniΟι παρατηρήσεις που πρέπει να επιβεβαιωθούν, ο πυρήνας του Εγκέλαδου θα πρέπει να είναι κατασκευασμένος από μη στερεοποιημένο, εύκολα παραμορφώσιμο, πορώδες πέτρωμα. Αυτός ο πυρήνας θα μπορούσε εύκολα να διαπεραστεί από υγρό νερό, το οποίο θα εισχωρούσε στον πυρήνα και θα θερμαινόταν σταδιακά μέσω της παλιρροϊκής τριβής μεταξύ των συρόμενων θραυσμάτων βράχου. Μόλις αυτό το νερό θερμαινόταν επαρκώς, θα ανέβαινε προς τα πάνω λόγω των διαφορών θερμοκρασίας με το περιβάλλον του.
Αυτή η διαδικασία τελικά μεταφέρει θερμότητα στον εσωτερικό ωκεανό σε στενά λοφία που ανεβαίνουν μέχρι να συναντήσουν το παγωμένο κέλυφος του Εγκέλαδου. Μόλις φτάσει εκεί, προκαλεί την τήξη του επιφανειακού πάγου και το σχηματισμό ρωγμών μέσω των οποίων οι πίδακες φτάνουν στο διάστημα, εκτοξεύοντας νερό, σωματίδια πάγου και ενυδατωμένα μέταλλα που αναπλήρωση του E-Ring του Κρόνου . Όλα αυτά συνάδουν με τις παρατηρήσεις που έγιναν απόCassini,και είναι βιώσιμο από γεωφυσική άποψη.
Με άλλα λόγια, αυτή η μελέτη είναι σε θέση να δείξει ότι η δράση στον πυρήνα του Εγκέλαδου θα μπορούσε να παράγει την απαραίτητη θέρμανση για τη διατήρηση ενός παγκόσμιου ωκεανού και την παραγωγή δραστηριότητας λοφίου. Εφόσον αυτή η δράση είναι αποτέλεσμα της δομής του πυρήνα και της παλιρροϊκής αλληλεπίδρασης με τον Κρόνο, είναι απολύτως λογικό να λαμβάνει χώρα εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Έτσι, πέρα από την παροχή της πρώτης συνεκτικής εξήγησης για τη δραστηριότητα των λοφίων του Εγκέλαδου, αυτή η μελέτη είναι επίσης μια ισχυρή ένδειξη κατοικησιμότητας.
Όπως έχουν καταλάβει οι επιστήμονες, η ζωή χρειάζεται πολύ χρόνο για να ξεκινήσει. Στη Γη, υπολογίζεται ότι οι πρώτοι μικροοργανισμοί εμφανίστηκαν μετά από 500 εκατομμύρια χρόνια, και οι υδροθερμικές οπές πιστεύεται ότι έπαιξαν βασικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Χρειάστηκαν άλλα 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια για να εξελιχθεί η πρώτη πολυκύτταρη ζωή και τα φυτά και τα ζώα της ξηράς υπάρχουν μόνο τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια.
Γνωρίζοντας ότι φεγγάρια όπως ο Εγκέλαδος – που έχει την απαραίτητη χημεία για να υποστηρίξει τη ζωή – είχαν επίσης την απαραίτητη ενέργεια για δισεκατομμύρια χρόνια είναι επομένως πολύ ενθαρρυντικό. Μπορεί κανείς μόνο να φανταστεί τι θα βρούμε μόλις ξεκινήσουν οι μελλοντικές αποστολές επιθεωρώντας τα λοφία του πιο κοντά!
Περαιτέρω ανάγνωση: ΑΥΤΟ , Αστρονομία της Φύσης