Ne zaman Cassini misyonu 2004 yılında Satürn sistemine geldi, Enceladus'un güney yarımküresinde beklenmedik bir şey keşfetti. Kutup bölgesinde bulunan yüzlerce çatlaktan, su ve organik moleküllerin tüyleri periyodik olarak püskürtüldü. Bu, Satürn'ün ayının çekirdek manto sınırının yakınındaki hidrotermal aktivitenin neden olduğu bir iç okyanusa sahip olabileceğinin ilk göstergesiydi.
Yeni bir araştırmaya göre Cassini 15 Eylül'de Satürn'ün atmosferine dalmadan önce elde ettiği veriler, bu faaliyetin bir süredir devam ediyor olabilir. Aslında, çalışma ekibi, ayın çekirdeği yeterince gözenekli olursa, milyarlarca yıl boyunca bir iç okyanusu korumak için yeterli ısı üretebileceği sonucuna vardı. Bu çalışma, Enceladus'un iç kısmının yaşamı destekleyebileceğinin en cesaret verici göstergesi.
“Enceladus içinde uzun süreli hidrotermal aktiviteye güç vermek” başlıklı çalışma, kısa süre önce dergide yayınlandı Doğa Astronomi. Çalışma Nantes Üniversitesi Gezegensel ve Jeodinamik Laboratuvarı araştırmacısı Gaël Choblet tarafından yönetildi ve NASA'nın Jet Sevk Laboratuvarı, Charles Üniversitesi ve Yer Bilimleri Enstitüsü ile Üniversitedeki Jeo ve Kozmokimya Laboratuvarı üyelerini içeriyordu. Heidelberg
Öncesinde Cassini misyonun Enceladus'un birçok flybisi, bilim adamları bu ayın yüzeyinin katı buzdan oluştuğuna inanıyorlardı. Sadece tüy aktivitesini fark ettikten sonra, içlerinde ılık su okyanusuna kadar uzanan su jetleri olduğunu fark ettiler. Tarafından elde edilen verilerden Cassini, bilim adamları bu iç okyanusun nerede yattığı konusunda eğitimli tahminler bile yapabildiler.
Hepsi, Enceladus'un yaklaşık 500 km (311 mi) çapında nispeten küçük bir ay olduğunu söyledi. Tarafından yapılan yerçekimi ölçümlerine dayanarak Cassini, iç okyanusunun buz gibi bir dış yüzeyin altında 20 ila 25 km (12,4 ila 15,5 mi) derinliklerinde yattığına inanılmaktadır. Bununla birlikte, bu yüzey buzu güney kutup bölgesi üzerinde yaklaşık 1 ila 5 km (0,6 ila 3,1 mi) kadar incelir, burada su ve buzlu parçacıklar çatlaklardan püskürtür.
Enceladus'un Satürn'ü belirli bir yalpalama (yani kurtuluş) ile yörüngesine göre, bilim adamları 26 ila 31 km'de (16 ila 19 mi) yerleştirdikleri okyanusun derinliği hakkında tahminler yapabildiler. Bütün bunlar, silikat mineralleri ve metalden oluştuğuna inanılan ancak aynı zamanda gözenekli olan bir çekirdeği çevreler. Tüm bu bulgulara rağmen, iç sıcaklığın kaynağı açık bir soru olarak kaldı.
Bu mekanizma ay milyarlarca yıl önce oluştuğunda ve bugün hala aktif olduğunda (mevcut tüy aktivitesinin de gösterdiği gibi) aktif olmalıdır. Choblet'in ESA basın açıklamasında açıkladığı gibi:
“Enceladus'un aktif kalabilmek için sürekli gücü elde etmesi her zaman biraz gizem olmuştur, ancak şimdi ayın kayalık çekirdeğinin yapısının ve bileşiminin gerekli enerjiyi üretmede nasıl önemli bir rol oynayabileceğini daha ayrıntılı olarak ele aldık.”
Bilim adamları yıllardır Satürn'ün yerçekimi etkisinden kaynaklanan gelgit kuvvetlerinin Enceladus'un iç ısıtmasından sorumlu olduğunu düşünüyorlar. Satürn'ün gezegendeki eliptik bir yolu takip ettiği için ayı itme ve çekme şeklinin de Enceladus'un buzlu kabuğunun deforme olmasına ve güney kutup bölgesindeki çatlaklara neden olduğuna inanılıyor. Aynı mekanizmaların Europa’nın iç sıcak su okyanusundan sorumlu olduğuna inanılıyor.
Bununla birlikte, buzda gelgit sürtünmesi ile üretilen enerji, okyanustan görülen ısı kaybını dengelemek için çok zayıftır. Enceladus'un okyanusu uzaya enerji kaybediyorsa, tüm ay 30 milyon yıl içinde donacaktı. Benzer şekilde, çekirdek içindeki radyoaktif elementlerin (diğer aylar için de önerilen) doğal çürümesi, Enceladus'un iç ve tüy aktivitesini açıklamak için yaklaşık 100 kat daha zayıftır.
Bunu ele almak için, Dr. Choblet ve ekibi milyarlarca yıl boyunca gelgit ısıtmasına ne tür koşulların izin verebileceğini belirlemek için Enceladus'un çekirdeğinin simülasyonlarını yaptılar. Çalışmalarında belirttikleri gibi:
“Enceladus'un çekirdeğinin mekanik özellikleri üzerinde doğrudan kısıtlamaların olmaması durumunda, gelgit sürtünme oranını ve gözenekli akışla su taşıma verimliliğini karakterize etmek için çok çeşitli parametreleri dikkate alıyoruz. Enceladus'un konsolide olmayan çekirdeği, gelgit deformasyonunun fragman yeniden düzenlemeleri sırasında taneler arası sürtünme ile ilişkili olabileceği oldukça granül / parçalanmış bir malzeme olarak görülebilir. ”
Buldukları şey, Cassini Gözlenecek gözlemler için Enceladus'un çekirdeğinin konsolide olmayan, kolayca deforme olabilen, gözenekli kayadan yapılması gerekir. Bu çekirdeğe, çekirdeğe sızan ve kayan kaya parçaları arasındaki gelgit sürtünmesi yoluyla yavaş yavaş ısıtılan sıvı su kolayca girebilir. Bu su yeterince ısıtıldığında, çevresi ile sıcaklık farklılıkları nedeniyle yukarı doğru yükselirdi.
Bu süreç sonuçta Enceladus'un buzlu kabuğuna yükselen dar tüylerde ısıyı iç okyanusa aktarır. Bir kez orada, yüzey buzunun erimesine ve jetlerin uzaya ulaştığı çatlaklara neden olur, su, buz parçacıkları ve Satürn'ün E-Ring'ini dolduran hidratlı mineraller püskürtür. Bütün bunlar, yapılan gözlemlerle tutarlıdır. Cassini, ve jeofizik açıdan sürdürülebilir.
Başka bir deyişle, bu çalışma Enceladus'un çekirdeğindeki eylemin küresel bir okyanusu korumak ve tüy aktivitesi üretmek için gerekli ısıtmayı üretebileceğini gösterebilir. Bu eylem, çekirdeğin yapısı ve Satürn ile gelgit etkileşiminin bir sonucu olduğu için, milyarlarca yıldır gerçekleşmesi mükemmel bir şekilde mantıklı. Bu nedenle, Enceladus'un tüy aktivitesi için ilk tutarlı açıklamayı sunmanın ötesinde, bu çalışma aynı zamanda yaşanabilirliğin güçlü bir göstergesidir.
Bilim adamları anlamaya başladıkça, hayatın başlaması uzun zaman alır. Dünya'da, ilk mikroorganizmaların 500 milyon yıl sonra ortaya çıktığı ve hidrotermal deliklerin bu süreçte önemli bir rol oynadığına inanılmaktadır. İlk çok hücreli yaşamın gelişmesi 2.5 milyar yıl daha sürdü ve karadaki bitki ve hayvanlar sadece son 500 milyon yıldır var.
Yaşamı desteklemek için gerekli kimyaya sahip Enceladus gibi ayların da milyarlarca yıldır gerekli enerjiye sahip olduğunu bilmek çok cesaret vericidir. Gelecek misyonlar tüylerini daha yakından incelemeye başladıktan sonra ne bulacağımızı hayal edebiliriz!
