Коли Кассіні Місія прибула до системи Сатурна в 2004 році, вона виявила щось досить несподіване в південній півкулі Енцелада. З сотень тріщин, розташованих у полярному регіоні, періодично помічалися сплески води та органічних молекул. Це було першим свідченням того, що Місяць Сатурна може мати внутрішній океан, викликаний гідротермальною активністю поблизу кордону кордону.
Згідно нового дослідження, заснованого на Кассіні Дані, отримані перед зануренням в атмосферу Сатурна 15 вересня, ця діяльність може тривати певний час. Справді, дослідницька група дійшла висновку, що якщо ядро Місяця буде досить пористим, воно могло б генерувати достатню кількість тепла для підтримки внутрішнього океану протягом мільярдів років. Це дослідження є найбільш обнадійливим свідченням того, що інтер'єр Енцелада може підтримувати життя.
Дослідження під назвою "Посилення тривалої гідротермальної активності всередині Енцеладуса" нещодавно з'явилося в журналі Природа Астрономія. Дослідженням керував Гаель Чоблет, науковий співробітник Лабораторії планетарної та геодинамічної роботи в Університеті Нанта, до складу якого входили члени Лабораторії реактивного руху НАСА Карлового університету та Інституту наук про Землю та Лабораторії гео- та космохімії університету. Гейдельберга.
До початку Кассіні Вчені вважали, що поверх Місяця складається з твердого льоду. Лише помітивши шлейф, вони зрозуміли, що в ньому є струмені води, що простягаються аж до теплого водного океану у його внутрішніх приміщеннях. З даних, отриманих о Кассіні, вчені навіть змогли навчитись здогадуватися, де лежить цей внутрішній океан.
За всіма словами, Енцелад - це порівняно невеликий Місяць, що має діаметр близько 500 км (311 миль). На основі гравітаційних вимірювань, виконаних Кассіні, Вважається, що його внутрішній океан лежить під крижаною зовнішньою поверхнею на глибинах від 20 до 25 км (12,4 до 15,5 миль). Однак цей поверхневий лід стоншується приблизно на 1–5 км (0,6 до 3,1 милі) над південною полярною областю, де струмені води та крижаних частинок струмують через тріщини.
Виходячи з того, як Енцелад перебуває навколо Сатурна з певним коливанням (відомим також коливанням), вчені змогли зробити оцінку глибини океану, яку вони розміщують на відстані 26 - 31 км (16 - 19 миль). Все це оточує серцевину, яка, як вважають, складається з силікатних мінералів і металу, але яка також пориста. Незважаючи на всі ці висновки, джерело тепла в інтер'єрі залишається чимось відкритим питанням.
Цей механізм мав би бути активним тоді, коли Місяць сформувався мільярди років тому і діє донині (про що свідчить поточна активність шлейфу). Як пояснив доктор Чоблет у прес-повідомленні ESA:
"Там, де Енцелад отримує стійку силу залишатися активним, завжди було таємницею, але зараз ми детальніше розглянули, як структура та склад скелястого ядра Місяця можуть відігравати ключову роль у виробленні необхідної енергії".
Протягом багатьох років вчені припускали, що сили припливу, спричинені гравітаційним впливом Сатурна, є відповідальними за внутрішнє нагрівання Енцелада. Те, як Сатурн штовхає і тягне Місяць, проходячи по еліптичному шляху навколо планети, також вважається тим, що викликає деформацію крижаної оболонки Енцелада, викликаючи тріщини навколо південної полярної області. Вважається, що саме ці механізми є відповідальним за внутрішній океан теплої води Європи.
Однак енергія, що утворюється від припливного тертя в льоду, є надто слабкою, щоб врівноважити втрати тепла, видно з океану. Зі швидкістю океану Енцелада втрачає енергію в космосі, весь Місяць замерз би твердим протягом 30 мільйонів років. Аналогічно, природний розпад радіоактивних елементів всередині ядра (що було запропоновано і для інших лун) також приблизно в 100 разів занадто слабкий, щоб пояснити активність Енцелада в інтер'єрі та шлейфу.
Для вирішення цього питання доктор Чоблет та його команда провели моделювання ядра Енцелада, щоб визначити, які умови можуть забезпечити нагрівання припливів протягом мільярдів років. Як вони заявляють у своєму дослідженні:
«За відсутності прямих обмежень щодо механічних властивостей ядра Енцелада, ми розглядаємо широкий діапазон параметрів, які характеризують швидкість припливного тертя та ефективність транспортування води пористим потоком. Неконсолідовану серцевину Енцелада можна розглядати як сильнозернистий / фрагментарний матеріал, в якому припливна деформація, ймовірно, асоціюється з міжгранулярним тертям під час перебудови фрагменту. "
Що вони знайшли, це для того, щоб Кассіні Для спостережень, що слід враховувати, ядро Енцелада повинно бути виготовлене з неконсолідованої, легко деформуючої, пористої породи. Це ядро могло легко пронизуватися рідкою водою, яка просочилась би в серцевину і поступово нагрівалася через припливне тертя між осколками ковзаючої скелі. Як тільки ця вода буде достатньо нагріта, вона підніметься вгору через різницю температури з оточенням.
Цей процес в кінцевому підсумку передає тепло внутрішньому океану у вузьких потоках, які піднімаються до крижаної оболонки Енцелада. Потрапивши туди, поверхневий лід тане і утворює тріщини, через які струмені потрапляють у космос, виводячи воду, частинки льоду та гідратні мінерали, що поповнюють Е-кільце Сатурна. Все це узгоджується із спостереженнями Кассіні, і є стійким з геофізичної точки зору.
Іншими словами, це дослідження здатне показати, що дії в ядрі Енцелада можуть призвести до нагрівання, необхідного для підтримання глобального океану та активності шлейфу. Оскільки ця дія є результатом структури ядра та припливної взаємодії із Сатурном, то цілком логічно, що воно відбувалося мільярди років. Окрім того, щоб надати перше узгоджене пояснення активності Енцеладуса, це дослідження також є яскравим свідченням придатності.
Як вчені зрозуміли, життя потребує тривалого часу. На Землі, за підрахунками, перші мікроорганізми виникли після 500 мільйонів років, і, як вважається, гідротермальні отвори відіграли ключову роль у цьому процесі. Минуло ще 2,5 мільярда років, щоб розвинулося перше багатоклітинне життя, а наземні рослини та тварини існували лише протягом останніх 500 мільйонів років.
Знання того, що місяці на зразок Енцелада - які мають необхідну хімію для підтримки життя - також мали необхідну енергію протягом мільярдів років, тому є дуже обнадійливим. Можна лише уявити, що ми знайдемо, як тільки майбутні місії почнуть ретельніше оглядати його шлейфи!
