Ko Cassini misija, ki je prišla v sistem Saturna leta 2004, je na južni polobli Enceladusa odkrila nekaj precej nepričakovanega. Iz stotin razpok, ki se nahajajo v polarnem območju, so se občasno opazili plini vode in organskih molekul. To je bil prvi pokazatelj, da ima Saturnova luna morda notranji ocean, ki ga povzroča hidrotermalna aktivnost blizu meje jedra.
Po novi raziskavi, ki temelji na Cassini Podatki, ki jih je pridobil pred potapljanjem v Saturnovo vzdušje 15. septembra, se lahko ta dejavnost že nekaj časa izvaja. Dejansko je študijska skupina ugotovila, da bi lahko, če je lunino jedro dovolj porozno, ustvarilo dovolj toplote za vzdrževanje notranjega oceana za več milijard let. Ta študija je najbolj spodbuden pokazatelj, da bi notranjost Enceladusa lahko podpirala življenje.
Študija z naslovom "Povečanje dolgotrajne hidrotermalne aktivnosti znotraj Enceladusa" se je nedavno pojavila v reviji Naravna astronomija. Študijo je vodil Gaël Choblet, raziskovalec s planetarnega in geodinamičnega laboratorija na univerzi v Nantesu, vključevali pa so člane NASA-inovega laboratorija za reaktivni pogon na univerzi Charles in Inštituta za zemeljske vede ter laboratorija za geo in kozmokemijo na univerzi Heidelberga.
Pred Cassini znanstveniki so verjeli, da je površina Lune sestavljena iz trdnega ledu. Šele ko so opazili plimovanje, so spoznali, da ima vodne curke, ki segajo vse do toplega oceana v njegovi notranjosti. Iz podatkov, ki jih je pridobil Cassini, znanstveniki so lahko celo poučeno ugibali, kje leži ta notranji ocean.
Po vsem povedanem je Enceladus relativno majhna luna, ki v premeru meri približno 500 km (311 milj). Na podlagi gravitacijskih meritev, ki jih izvaja Cassini, verjame se, da njegov notranji ocean leži pod ledenim zunanjim površjem v globinah od 20 do 25 km (12,4 do 15,5 milje). Vendar se ta površinski led razteza na približno 1 do 5 km (0,6 do 3,1 milje) nad južnim polarnim območjem, kjer curki vode in ledenih delcev curljajo skozi razpoke.
Na podlagi načina, ko Enceladus kroži s Saturnom z določenim nihanjem (aka. Nihanje), so znanstveniki lahko podali ocene globine oceana, ki jih postavljajo na 26 do 31 km (16 do 19 milj). Vse to obdaja jedro, ki naj bi bilo sestavljeno iz silikatnih mineralov in kovine, vendar je tudi porozno. Kljub vsem tem ugotovitvam je vir notranje toplote ostal nekaj odprtega vprašanja.
Ta mehanizem bi moral biti aktiven, ko je luna nastala pred milijardami let in je še vedno aktivna (kar dokazuje trenutna aktivnost pluta). Kot je v novinarski izjavi ESA pojasnil dr. Choblet:
"Kjer Enceladus dobi stalno moč, da ostane aktiven, je bila vedno skrivnost, zdaj pa smo podrobneje razmislili, kako bi lahko struktura in sestava luninega skalnega jedra igrala ključno vlogo pri pridobivanju potrebne energije."
Znanstveniki že leta ugibajo, da so sile plimovanja, ki jih povzroča Saturnov gravitacijski vpliv, odgovorne za notranje ogrevanje Enceladusa. Verjame se tudi, da Saturn potiska in potegne Luno, ko sledi eliptični poti okoli planeta, zaradi česar se Enceladusova ledena lupina deformira, kar povzroči razpoke okoli južnega polarnega območja. Verjame se, da so ti mehanizmi odgovorni za notranji ocean Evrope s toplo vodo.
Vendar je energija, ki nastane zaradi plimovanja s trenjem v ledu, prenizka, da bi uravnovesila izgubo toplote, ki jo povzročajo ocean. S hitrostjo, ko Enceladusov ocean izgublja energijo v vesolju, bi celotna luna v 30 milijonih let zamrznila. Podobno je tudi naravno razpadanje radioaktivnih elementov v jedru (kar je bilo predlagano tudi za druge lune) tudi približno 100-krat prešibko, da bi razložilo delovanje Enceladusa v notranjosti in plimi.
Za reševanje tega problema sta dr. Choblet in njegova ekipa opravila simulacije jedra Enceladusa, da bi ugotovila, kakšne razmere lahko dopuščajo ogrevanje plimovanja v več milijard let. Kot navajajo v svoji študiji:
„Ker ni neposrednih omejitev glede mehanskih lastnosti jedra Enceladusa, menimo, da je širok razpon parametrov za karakterizacijo hitrosti plimovanja trenja in učinkovitosti prevoza vode s poroznim tokom. Nekonsolidirano jedro Enceladusa je mogoče obravnavati kot zelo zrnat / fragmentiran material, v katerem je verjetno, da bo plinska deformacija med preurejanjem drobcev povezana z medgranularnim trenjem. "
Ugotovili so, da je bilo to za Cassini Če bi bilo treba ugotoviti, da bi bilo treba Enceladusovo jedro iz neprečiščenega, zlahka deformabilnega, poroznega kamna. To jedro bi bilo mogoče zlahka prežeti s tekočo vodo, ki bi segla v jedro in se postopoma segrevala s plimovalnim trenjem med drobci kamnin. Ko se je ta voda dovolj segrela, bi se zaradi temperaturnih razlik z okolico dvignila navzgor.
Ta postopek na koncu prenaša toploto v notranji ocean v ozkih plimih, ki se dvigajo do ledene lupine Enceladusa. Ko se tam stopi, se površinski led topi in tvori vrzeli, skozi katere curki sežejo v vesolje, izbrizgajo vodo, ledene delce in hidrirane minerale, ki napolnijo Saturnov e-obroč. Vse to je skladno s pripombami, ki jih je podal Cassini, in je trajnostno z geofizičnega vidika.
Z drugimi besedami, ta študija lahko pokaže, da lahko delovanje v jedru Enceladusa povzroči potrebno ogrevanje za vzdrževanje globalnega oceana in ustvarjanje plimov. Ker je to dejanje rezultat strukture jedra in interakcije plimovanja s Saturnom, je povsem logično, da se dogaja že več milijard let. Poleg tega, da je prva študija pojasnila za Enceladusovo pljučno dejavnost, je ta študija tudi močan pokazatelj življenjske sposobnosti.
Ko so znanstveniki razumeli, življenje traja veliko časa, da gremo naprej. Na Zemlji ocenjujejo, da so prvi mikroorganizmi nastali po 500 milijonih let, domnevajo pa, da so hidrotermalni zračniki imeli ključno vlogo v tem procesu. Potrebnih je bilo še 2,5 milijarde let, da se je razvilo prvo večcelično življenje, kopenske rastline in živali pa v zadnjih 500 milijonih let.
Zelo spodbudno je torej vedeti, da imajo lune, kot je Enceladus - ki imajo potrebno kemijo za podporo življenju - tudi dovolj energije za milijarde let. Lahko si samo predstavljamo, kaj bomo našli, ko bodo prihodnje misije začele podrobneje pregledovati njene slive!
