O πυρήνας του Εγκέλαδου αποτελείται από άμμο! Heating ocean moon Enceladus for billions of years

Over time, cool ocean water seeps into the moon's porous core. Pockets of water reaching deep into the interior are warmed by contact with rock in the tidally heated interior and subsequently rise owing to the positive buoyancy, leading to further interaction with the rocks. The heat deposited at the boundary between the seafloor and ocean powers hydrothermal vents. Heat and rocky particles are transported through the ocean, triggering localised melting in the icy shell above. This leads to the formation of fissures, from which jets of water vapour and the rocky particles from the seafloor are ejected into space. In the graphic, the interior 'slice' is an excerpt from a new model that simulated this process. The orange glow represents the parts of the core where temperatures reach at least 90°C. Tidal heating owing to the friction arising between particles in the porous core provides a key source of energy, but is not illustrated in this graphic. The tidal heating results primarily from the gravitational pull from Saturn. Credit: Surface: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interior: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers. Graphic composition: ESA

Όταν σχεδιαζόταν η αποστολή Cassini για την εξερεύνηση του Κρόνου τα στελέχη της NASA είχαν επικεντρώσει την προσοχή τους φυσικά στον πλανήτη αλλά και στον μεγαλύτερο δορυφόρο του, τον Τιτάνα. Οι υπόλοιποι δορυφόροι του Κρόνου έμοιαζαν με αδιάφορους μεγάλους βράχους. Ο Εγκέλαδος ήταν μια «χιονόμπαλα», ένας παγωμένος κόσμος που δεν παρουσίαζε κάποιο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες.

Ώσπου ξαφνικά το σκάφος της αποστολής εντόπισε πίδακες ύλης να ξεπηδούν με ορμή από το εσωτερικό του Εγκέλαδου και να εκτοξεύονται στο Διάστημα. Στην NASA σήμανε συναγερμός και αποφασίστηκε η αλλαγή των δρομολογίων του Cassini ώστε αυτό να επισκεφτεί αρκετές φορές τον Εγκέλαδο και να συλλέξει όσο περισσότερα στοιχεία μπορεί από αυτόν. Από εκείνη την στιγμή και μετά ο Εγκέλαδος δεν σταμάτησε ούτε μια στιγμή να εντυπωσιάζει και να παράγει ειδήσεις.

O ωκεανός

Dramatic plumes, both large and small, spray water ice out from many locations along the 'tiger stripes' near the south pole of Saturn's moon Enceladus. The tiger stripes are fissures that spray icy particles, water vapour and organic compounds. More than 30 individual jets of different sizes can be seen in this image, which is a mosaic created from two high-resolution images captured when Cassini flew past Enceladus and through the jets on 21 November 2009. This view was obtained at a distance of about 14 000 km from Enceladus. Credit: European Space Agency

Όπως διαπιστώθηκε οι πίδακες εκτοξεύουν ύλη που προέρχεται από ένα ωκεανό που βρίσκεται στα έγκατα του πλανήτη. Στην συνέχεια διαπιστώθηκε ότι ο ωκεανός αυτός είναι πιθανότατα φιλικός στην ζωή και μοιάζει να υπάρχουν σε αυτόν υδροθερμικές πηγές παρόμοιες με αυτές που υπάρχουν στους πυθμένες και των ωκεανών της Γης.

Δείτε ένα βίντεο για τον υπόγειο ωκεανό του Εγκέλαδου. NASA's Cassini spacecraft discovered hydrogen in the plume of gas and icy particles spraying from Saturn's moon Enceladus. The discovery means the small, icy moon — which has a global ocean under its surface — has a source of chemical energy that could be useful for microbes, if any exist there. The finding also provides further evidence that warm, mineral-laden water is pouring into the ocean from vents in the seafloor. On Earth, such hydrothermal vents support thriving communities of life in complete isolation from sunlight. Enceladus now appears likely to have all three of the ingredients scientists think life needs: liquid water, a source of energy (like sunlight or chemical energy), and the right chemical ingredients (like carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen). Cassini is not able to detect life, and has found no evidence that Enceladus is inhabited. But if life is there, that means life is probably common throughout the cosmos; if life has not evolved there, it would suggest life is probably more complicated or unlikely than we have thought. Either way the implications are profound. Future missions to this icy moon may shed light on its habitability. White smoker footage courtesy of: NOAA-OER / C.German (WHOI)

Μια από τις πιο δημοφιλείς θεωρίες για την εμφάνιση της ζωής στην Γη αναφέρει ότι η ζωή δημιουργήθηκε στις υδροθερμικές πηγές των ωκεανών. Έτσι ο Εγκέλαδος θεωρείται πλέον ένα από δύο πιο πιθανά σημεία ύπαρξης ζωής (έστω και σε μικροβιακό επίπεδο) στο ηλιακό μας σύστημα. Ο άλλος βασικός υποψήφιος είναι η Ευρώπη, ο παγωμένος δορυφόρος του Δία που επίσης διαθέτει υπόγειο ωκεανό.

Ο πυρήνας

This movie sequence of images is from the last dedicated observation of the Enceladus plume by Cassini. The images were obtained over approximately 14 hours as Cassini's cameras stared at the active, icy moon. The view during the entire sequence is of the moon's night side, but Cassini's perspective of Enceladus shifts during the sequence. The movie begins with a view of the part of the surface lit by reflected light from Saturn and transitions to completely unilluminated terrain. The exposure time of the images changes about halfway through the sequence, in order to make fainter details visible. (The change also makes background stars become visible.) The images in this movie sequence were taken on 28 August 2017, using Cassini's narrow-angle camera. The images were acquired at a distance from Enceladus that changed from 1.1 million to 868 000 km. Image scale changes during the sequence, from 7 to 5 km/pixel. The Cassini mission is a cooperative project of NASA, ESA and the Italian Space Agency. Credit: European Space Agency

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νάντ στη Γαλλία μελετώντας δεδομένα που έστειλε το Cassini από τον Εγκέλαδο κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο δορυφόρος διαθέτει ένα πορώδη πυρήνα που αποτελείται από υγρή άμμο. Σύμφωνα με τους ερευνητές το νερό του ωκεανού θερμαίνεται καθώς διαπερνά αυτόν τον πορώδη πυρήνα και έτσι δημιουργούνται συνθήκες ευνοϊκές στην παρουσία της ζωής.

Artist rendering showing an interior cross-section of the crust of Enceladus, which shows how hydrothermal activity may be causing the plumes of water at the moon’s surface.Credits: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute

Η μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Astronomy» θεωρείται σημαντική επειδή είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες κάνουν διαπιστώσεις για τις γεωθερμικές διεργασίες στο εσωτερικό του Εγκέλαδου. Με δεδομένο ότι πολλές ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο συνεχίζουν να μελετούν τα δεδομένα που έχει συλλέξει το Cassini από τον Εγκέλαδο θεωρείται βέβαιο ότι για πολύ καιρό ακόμη ο παγωμένος δορυφόρος του Κρόνου θα βρίσκεται στην επικαιρότητα.

Πηγές: Gaël Choblet et al. Powering prolonged hydrothermal activity inside Enceladus, Nature Astronomy (2017). DOI: 10.1038/s41550-017-0289-8 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=913758