Visai neseniai atsisveikinome su „Cassini“erdvėlaiviu, kuris po 13 metų ištikimos tarnybos Saturno ir jo palydovų orbitai nusileido tiesiai į milžiniškos planetos atmosferos bedugnę. Šio didžiojo finalo priežastis buvo perspėjimas apie galimybę, kad „Cassini“atsitrenks į vieną iš Saturno palydovų, ypač į Enceladą.
„Enceladus“yra unikali dėl geizerių ir vidaus vandenyno uždangos. Šiandien šis mažytis ledinis mėnulis laikomas potencialia gyvenimo buveine, todėl negalėjome leisti, kad jis būtų užterštas erdvėlaiviu „Cassini“. Nauji tyrimai, paskelbti „Nature Astronomy“, rodo, kad šis vandenynas po Encelado paviršiumi egzistavo labai ilgai - pakankamai ilgai, kad būtų sukurtos sąlygos gyvybei vystytis.
„Enceladus“geizeriai yra sūraus vandens ir ledo mišinių, kuriuose yra anglies dvideginio, amoniako, metano ir kitų angliavandenilių pėdsakų, išsiskyrimas iš plyšių Encelado pietiniame poliariniame regione. Būtent dėl šių geizerių mokslininkai nusprendė, kad Enceladas turi turėti požeminį vandenyną ir kad šis vandenynas yra aktyvus (konvekcinis). Vėlesnis stebėjimas parodė, kad išmetamosiose dujose yra vandenilio, todėl buvo padaryta papildoma išvada apie hidroterminę veiklą - chemines reakcijas dėl vandens ir uolienų sąveikos. Tačiau mokslininkai negalėjo paaiškinti, koks šilumos šaltinis gali sukelti šią veiklą.
Su papildomais stebėjimais trūkstamo šilumos šaltinio paslaptis tik sustiprėjo. Geizeriai siejami su vadinamosiomis „tigro juostelėmis“- keturių lygiagrečių paviršiaus defektų rinkiniu, 100 kilometrų ilgio ir 500 metrų gylio. Šios juostos yra karštesnės už likusią ledo plutos dalį, todėl buvo manoma, kad jos turi būti ledo įtrūkimai. Tigro juostų srityje beveik nėra smūginių kraterių, todėl jie turi būti labai jauni, maždaug milijono metų. Bet koks modelis, galintis paaiškinti šilumos šaltinį, taip pat turėtų atsižvelgti į jo tikslą - pasaulio vandenyną, tačiau kodėl veikia tik pietų poliarinis regionas?
Keletą metų iš eilės mokslininkai pirmenybę teikė „potvynių kaitros“paaiškinimui - planetų dydžių kūnų sąveikos rezultatui. Pavyzdžiui, potvynio sąveika su mūsų pačių mėnuliu yra atsakinga už vandens atoslūgį ir srautą Žemėje. Enceladas yra orbitiniame rezonanse su mėnuliu Dione, kuris daro įtaką Encelado orbitos aplink Saturną formai. Tačiau šios įtakos nepakanka norint paaiškinti geizerių aktyvumui palaikyti reikalingą galią - apie 5 GW. To pakaktų Sankt Peterburgo dydžio miestui.
Akytas šerdis
Reklaminis vaizdo įrašas:
Mokslininkai priartėjo prie galvosūkio sprendimo, kai pažvelgė į Encelado vidinę struktūrą. Šis mėnulis yra pakankamai mažo tankio, todėl jį pirmiausia sudaro ledas su maža kieta šerdimi. Tai buvo svarstoma daugelį metų, nes „Voyager 2“padarė pirmąsias „Enceladus“nuotraukas ir nustatė jo spindulį, o po to - tūrį. „Cassini“veikiančio Encelado gravitacinė trauka leido įvertinti mėnulio masę ir nustatyti kūno tankio vertę. „Cassini“matavimai taip pat parodė, kad šerdis yra mažo tankio, o tai rodo, kad šerdis yra porėta, o poros yra užpildytos ledu.
Nauja skaičiavimų serija užpildo šerdies poras vandeniu, o ne ledu, nes potvynių ir potvynių jėgų, susijusių su porose esančiu vandeniu, yra daugiau nei pakankamai, kad būtų galima paaiškinti, kaip generuojama Encelado šiluma. Modelis yra puikus tuo, kad paaiškina ne tik šerdies poringumą, bet ir jo pralaidumą (kaip lengvai skystis praeina pro jį) ir stiprumą (ar jis suskils, kai skystis praeis?).
Sujungus visus šiuos parametrus vienoje lygtyje, galima jį išspręsti sukuriant elegantišką šilumos srauto modelį „Enceladus“viduje.
Darbo autoriai sukuria trimatį vaizdą, kur ir kada potvynio potvynių šiluma poringose erdvėse perduodama į požeminį vandenyną. Šilumos pasiskirstymas šerdyje nėra vienodas, veikiau sujungtų siaurų pastatų procese, daugiausia Pietų ašigalyje. Kadangi šilumos šaltiniai (kurie siekia 85 laipsnius Celsijaus) yra taip susikaupę, šalia jų turi būti padidėjęs hidroterminis aktyvumas, paaiškinantis vandenilį išsiveržimuose.
Galiausiai, stulbinantis pastebėjimas, kurį galima padaryti analizuojant šį modelį, yra tai, kad vidinio potvynio metu generuojamas šilumos kiekis yra pakankamas išlaikyti Encelado požeminį vandenyną milijardus metų. Kyla dar vienas klausimas: ką visa tai reiškia gyvenimui Encelade? Šiltas pasaulio vandenynas, gyvuojantis kelis milijardus metų, taptų nuostabiu gyvenimo lopšiu - Žemėje užtruko tik 640 milijonų metų, kol jis iš mikrobų formos virto žinduoliais. Deja, pats „Enceladus“gali būti gana jaunas - jis galėjo susiformuoti vos prieš 100 milijonų metų. Ar užtenka laiko gyventi?
Gal būt. Labiausiai tikėtina, kad gyvybė Žemėje susiformavo per kelis šimtus milijonų metų sunkesnėmis bombardavimo sąlygomis. Bet tada prireikė dar 3500 milijonų metų, kad išplėstų savo įtakos sritis. Gal tai bus „Encelado“ateitis. Gal šis palydovas taps ne beždžionių, o undinių planeta?
Ilja Khelis
