Когато Касини мисията пристигна в системата на Сатурн през 2004 г., тя откри нещо непредвидено в южното полукълбо на Енцелад. От стотици пукнатини, разположени в полярния регион, периодично се забелязват струи вода и органични молекули. Това беше първото показание, че Луната на Сатурн може да има вътрешен океан, причинен от хидротермална активност в близост до границата на ядрото-мантия.
Според ново проучване, основано на Касини данни, получени преди гмуркането в атмосферата на Сатурн на 15 септември, тази дейност може да се продължи известно време. Всъщност изследователският екип стигна до заключението, че ако ядрото на Луната е достатъчно порьозно, то може да генерира достатъчно топлина, за да поддържа вътрешен океан в продължение на милиарди години. Това проучване е най-обнадеждаващото показание досега, че интериорът на Енцелад може да поддържа живота.
Изследването, озаглавено „Засилване на продължителната хидротермална активност вътре в Енцелад“, наскоро се появи в списанието Природна астрономия Изследването е ръководено от Gaël Choblet, изследовател от Планетарната и геодинамична лаборатория в Университета в Нант, и включва членове от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, Чарлзския университет и Института по науки за Земята и Лабораторията за гео- и космохимия в университета на Хайделберг.
Преди Касини учените вярват, че повърхността на тази луна е съставена от твърд лед. Едва след като забелязаха активността на слива, те разбраха, че има водни струи, които се простират чак до океана с топла вода във вътрешността му. От данните, получени от Касини, учените дори успяха да направят образовани предположения за това къде лежи този вътрешен океан.
Всичко казано, Енцелад е сравнително малка луна, с диаметър около 500 км (311 мили). Въз основа на измерванията на гравитацията, извършени от Касини, се смята, че вътрешният му океан лежи под ледена външна повърхност на дълбочина от 20 до 25 км (12,4 до 15,5 мили). Този повърхностен лед обаче изтънява на около 1 до 5 км (от 0,6 до 3,1 мили) над южната полярна област, където струите на водата и ледените частици струят през цепнатини.
Въз основа на начина, по който Енцелад обикаля около Сатурн с известно колебание (известна още като вибрация), учените успяха да направят прогнози за дълбочината на океана, която те поставят на 26 - 31 км (16 до 19 мили). Всичко това обгражда сърцевина, за която се смята, че е съставена от силикатни минерали и метал, но която също е пореста. Въпреки всички тези открития, източникът на вътрешната топлина остава нещо отворен въпрос.
Този механизъм би трябвало да бъде активен, когато Луната се е образувала преди милиарди години и е активна и до днес (както е видно от текущата активност на потока). Както д-р Choblet обясни в изявление на ESA за пресата:
„Там, където Енцелад получава постоянната сила да остане активен, винаги е била мистерия, но сега сме разгледали по-подробно как структурата и съставът на скалното ядро на Луната могат да играят ключова роля за генерирането на необходимата енергия.“
От години учените спекулират, че силите на приливите, причинени от гравитационното влияние на Сатурн, са отговорни за вътрешното нагряване на Енцелад. Начинът, по който Сатурн изтласква и дърпа Луната, като следва елиптичен път около планетата, също се смята, че е причината ледената обвивка на Енцелад да се деформира, причинявайки фисури около южния полярен регион. Смята се, че същите тези механизми са отговорни за вътрешния океан за топла вода в Европа.
Въпреки това, енергията, получена от приливно триене в леда, е твърде слаба, за да уравновеси загубата на топлина, наблюдавана от океана. При скоростта океанът на Енцелад губи енергия за космоса, цялата Луна би замръзнала твърдо в рамките на 30 милиона години. По същия начин, естественият разпад на радиоактивните елементи в ядрото (което е предложено и за други луни) също е около 100 пъти прекалено слаб, за да се обясни активността на Енцелад и вътрешността.
За да се справи с това, д-р Чоблет и неговият екип проведоха симулации на сърцевината на Енцелад, за да определят какви условия могат да позволят отопление на приливите и отливите в продължение на милиарди години. Както заявяват в своето проучване:
„При липса на директни ограничения върху механичните свойства на сърцевината на Енцелад, ние считаме широк спектър от параметри за характеризиране на скоростта на триене на приливите и ефективността на транспортирането на водата чрез порест поток. Неконсолидираното ядро на Enceladus може да се разглежда като силно гранулиран / фрагментиран материал, при който приливната деформация вероятно е свързана с междугрануларно триене по време на пренареждане на фрагменти. "
Това, което откриха, беше, че за да Касини За да се отбележат наблюдения, сърцевината на Енцелад трябва да бъде направена от неконсолидирана, лесно деформируема, пореста скала. Това ядро може лесно да бъде просмукано от течна вода, която да проникне в ядрото и постепенно да се нагрява чрез приливно триене между плъзгащи се скални фрагменти. След като тази вода бъде достатъчно загрята, тя ще се издигне нагоре поради температурни разлики с околностите.
Този процес в крайна сметка пренася топлината във вътрешния океан в тесни струи, които се издигат до ледената обвивка на Енцелад. Веднъж там, повърхностният лед се топи и образува цепнатини, през които струите достигат в космоса, изхвърляйки вода, ледени частици и хидратирани минерали, които попълват Е-пръстен на Сатурн. Всичко това е в съответствие с наблюденията на Касини, и е устойчива от геофизична гледна точка.
С други думи, това проучване може да покаже, че действията в ядрото на Енцелад могат да произведат необходимото загряване, за да поддържат глобален океан и да произведат активна активност. Тъй като това действие е резултат от структурата на ядрото и приливно-приливното взаимодействие със Сатурн, е напълно логично да се провежда от милиарди години. Така че освен да даде първото съгласувано обяснение за активността на Енцелад, това изследване също е ясен индикатор за обитаемост.
Както учените разбраха, животът отнема много време, за да продължи. На Земята се изчислява, че първите микроорганизми са възникнали след 500 милиона години, а хидротермалните отвори се считат, че са играли ключова роля в този процес. Отне още 2,5 милиарда години, за да се развие първият многоклетъчен живот, а сухопътните растения и животни са били само за последните 500 милиона години.
Знанието, че луни като Енцелад - който има необходимата химия за поддържане на живота - също са имали необходимата енергия в продължение на милиарди години, следователно е много обнадеждаващо. Човек може само да си представи какво ще открием, след като бъдещите мисии започнат да инспектират по-внимателно неговите плюсове!
