Ocean pod lodową skorupą księżyca Saturna

Dane zebrane przez sondę Cassini, dostarczyły znamiennych dowodów na istnienie podpowierzchniowego morza słonej wody pod lodową skorupą Enceladusa (jednego z księżyców Saturna). Jest już prawie pewne, że skaliste jądro księżyca obmywa ocean.

Analizator kosmicznego pyłu zainstalowany w Cassinim, już w 2005 roku wykrył niewielkie ilości soli sodowych w pierścieniu E Saturna, zasilanym przez wypływy z gejzerów Enceladusa. Nie pozwoliło to na jednoznaczne określenie, czy zarejestrowane cząstki pochodzą z wody ciekłej czy z lodu.

Za to kolejne informacje, zebrane przez Cassiniego w trakcie trzech przelotów nad Enceladusem w latach 2008 i 2009, przedstawiły możliwość istnienia podpowierzchniowego oceanu w innym świetle. Analizator kosmicznego pyłu zbadał w tym przypadku materię wyrzucaną wprost z gejzerów położonych w rejonie tygrysich pasów. Odkryte cząstki, prawie na pewno świadczą o obecności ciekłej wody we wnętrzu szóstego co do wielkości satelity Saturna.

Materia wystrzeliwana z gejzerów, zawiera duże granulki soli sodu i potasu. Według naukowców, cząstki takiej wielkości nie występowałyby, gdyby wyrzuty z gejzerów zawierały głównie lód, ponieważ woda, w trakcie krzepnięcia, wypycha z siebie cząstki soli. W drobinach lodu byłoby ich bardzo mało.

Rezerwuar słonej wody, uwięzionej między lodową skorupą a skalnym jądrem, musi być olbrzymi. W trakcie wyrzutów materii z gejzerów, w każdej sekundzie, w przestrzeń kosmiczną wytryskuje 200 kilogramów wody. Słone morze musi być duże, w innym przypadku, już po kilku wybuchach zamarzłoby i ustałaby aktywność w okolicach tygrysich pasów Enceladusa. Według obliczeń, powinno się ono znajdować około 80 kilometrów pod powierzchnią księżyca.

Sole w oceanie Enceladusa pochodzą najprawdopodobniej ze skalnego jądra, obmywanego przez morze. Droga słonej wody na powierzchnię przebiega dwuetapowo. Płyn przepływa najpierw między szczelinami w lodzie i utyka w wewnętrznych rezerwuarach w lodowej skorupie. Następnie, pod wpływem pęknięć, woda będąca pod ciśnieniem, wystrzeliwana jest spod powierzchni w postaci gejzerów rozsianych w okolicach tygrysich pasów.

Praca naukowa, w której dokonano analizy danych zebranych przez analizator kosmicznego pyłu, ukazała się w Nature, jej autorem jest jeden z badaczy zespołu Cassiniego, Frank Postberg (Uniwersytet w Heidelberg, Niemcy).

Kolejna praca naukowa, w której opisano informacje zebrane przez spektrograf promieniowania ultrafioletowych Cassiniego, rozszerza wiadomości na temat podpowierzchniowego oceanu.

Zdjęcia w widmie UV umożliwiły naukowcom z Planetary Science Institute w Tucson, Arizona, dokonanie pomiaru prędkości wystrzałów gazu z gejzerów. Okazało się, że cząstki rozpędzają się od 5 do 8 razy szybciej niż dźwięk, co znacznie przekracza wcześniejsze pomiary.

Uzasadnia to różnice w składzie cząstek w pierścieniu E i bliżej powierzchni Enceladusa. Pierścień E zasilany jest przez bardziej rozpędzone, lżejsze cząstki ubogie w sole. Z drugiej strony, bliżej powierzchni występują relatywnie duże ilości soli w wyrzucanej wodzie, ze względu na mniejsze osiągane prędkości.

Praca ukazała się w czerwcowym Geophysical Research Letters.