Kuvateksti: Geyserit Enceladuksella. Kiitokset: NASA, JPL, Space Science Institute
Yksi Cassini-tehtävän jännittävimmistä mutta odottamattomimmista löydöistä on toiminnan näkeminen Saturnuksen pienellä Enceladuksella. Aktiivisten geysirien, epätavallisten 'tiikeriraitojen' ja yllättävän nuoren pinnan lähellä kuun etelänapaa, Enceladus on yllättänyt tutkijat lähes kaikilla avaruusaluksen keräämillä kuvilla ja tiedoilla. Mutta onko kuu aina aktiivinen, vai olemmeko vain oikeassa paikassa oikeaan aikaan, onnekkaita saadessamme kiinni sen aktiivisen vaiheen aikana? Äskettäin julkaistussa paperissa hahmotellaan malli, jossa Enceladuksella nyt näkyvät geologiset purkaukset tapahtuvat vain noin miljardin vuoden välein.
'Cassini näyttää saaneen Enceladuksen röyhtäilyn keskeltä', sanoi Francis Nimmo, Kalifornian yliopiston Santa Cruzin planeettatieteilijä. 'Nämä myrskyisät jaksot ovat harvinaisia, ja Cassini sattuu olemaan katsomassa kuuta yhden näistä erityisistä aikakausista.'
Nimmo ja toinen kirjoittaja Craig O'Neill Macquarie-yliopistosta Sydneystä, Australiasta, ehdottavat, että lämpimän jään täplät, jotka nousevat ajoittain pintaan ja mullistavat Saturnuksen kuun Enceladuksen jäisen kuoren, selittävät kuun etelänapaisen omituisen lämpökäyttäytymisen ja kiehtovan pinnan. alueella.
Enceladuksen etelänapa-alueen ylivoimaisesti mielenkiintoisimmat piirteet ovat halkeamia, jotka tunnetaan nimellä 'tiikeriraitoja', jotka suihkuttavat vesihöyryä ja muita hiukkasia ulos kuusta. Vaikka Nimmon ja O’Neillin malli ei yhdistä jyrähtämistä ja pintaannousua suoraan halkeamien ja suihkujen muodostumiseen, se täyttää osan alueen historian aukoista.
Enceladus. Kiitokset: NASA/JPL/Space Science Institute
'Tämä episodinen malli auttaa ratkaisemaan yhden Enceladuksen hämmentävimmistä mysteereistä', sanoi Bob Pappalardo, Cassini-projektitutkija NASAn Jet Propulsion Laboratorysta Kalifornian Pasadenassa kollegoidensa tekemästä tutkimuksesta. 'Miksi etelänapapinta on niin nuori? Miten tämä määrä lämpöä voitaisiin pumpata ulos kuun etelänavalle? Tämä idea kokoaa palapelin palaset.”
Mutta kaikki eivät ole vakuuttuneita siitä, että tämä malli vastaa kaikkiin Enceladusta koskeviin kysymyksiin. Carolyn Porco, joka johtaa Cassinin kuvantamisryhmää, sanoi Twitterin kautta r liittyen tähän paperiin: 'Varo! Useat eri mallit kertovat eri asioita.'
Noin neljä vuotta sitten Cassinin komposiitti-infrapunaspektrometrilaite havaitsi etelänapa-alueella vähintään 6 gigawatin lämpövirran, joka vastaa vähintään tusinaa sähkövoimalaa. Tämä on vähintään kolme kertaa enemmän lämpöä kuin keskimääräinen samanpintainen maapallon alue tuottaa Enceladuksen pienestä koosta huolimatta. Myöhemmin Cassinin ioni- ja neutraalimassaspektrometri havaitsi alueen poistavan nopeasti argonia, joka on peräisin radioaktiivisesti hajoavista kivistä ja jonka hajoamisnopeus on hyvin tunnettu.
Laskelmat kertoivat tutkijoille, että Enceladus olisi mahdotonta tuottaa jatkuvasti lämpöä ja kaasua tällä nopeudella. Vuorovesiliike – Saturnuksen veto ja työntö Enceladuksen liikkuessa planeetan ympäri – ei voi selittää niin suuren energian vapautumista.
Myös Enceladuksen eri alueiden pinta-iässä on suurta vaihtelua. Kuun pohjoisosan raskaasti kraatteroidut tasangot näyttävät olevan jopa 4,2 miljardia vuotta vanhoja, kun taas päiväntasaajaa lähellä oleva Sarandib Planitia -alue on 170–3,7 miljardia vuotta vanha. Etelänapa-alue näyttää kuitenkin olevan alle 100 miljoonaa vuotta vanha, mahdollisesti jopa 500 000 vuotta vanha.
O’Neill oli alun perin kehittänyt mallin maankuoren konvektioon. Enceladus-mallissa, jonka pinta on kokonaan kylmän jään peitossa, joka on murtunut Saturnuksen vetovoiman vaikutuksesta, tutkijat jäykistivat kuorta. He valitsivat vahvuuden jostakin maan muovattavien tektonisten levyjen ja Venuksen jäykkien levyjen väliltä, jotka ovat niin vahvoja, että ne eivät näytä koskaan imeytyvän sisätiloihin.
Nämä piirustukset kuvaavat selityksiä voimakkaan lämmön lähteelle, joka on mitattu Enceladuksen etelänapa-alueelta. Kiitos: NASA/JPL
Heidän mallinsa osoitti, että Enceladuksen sisätiloista kerääntyvä lämpö voi vapautua jaksoittaisina pintaan nousevina lämpimän, kevyen jään kuplina, joka muistuttaa nousevia kuumennetun vahan täpliä laavalampussa. Lämpimien kuplien nousu lähettäisi kylmää, raskaampaa jäätä alas sisätiloihin. (Lämmin on tietysti suhteellista. Nimmo sanoi, että kuplat ovat luultavasti juuri pakkasen alapuolella, mikä on 273 Kelvin- tai 32 Fahrenheit-astetta, kun taas pinta on kylmä 80 Kelvin-astetta tai -316 Fahrenheit-astetta.)
Malli sopii Enceladuksen toimintaan, kun vaihtumis- ja pinnoitusjaksojen oletetaan kestävän noin 10 miljoonaa vuotta ja hiljaisten jaksojen, jolloin pintajää on häiriötöntä, noin 100 miljoonasta kahteen miljardiin vuoteen. Heidän mallinsa viittaa siihen, että aktiivisia jaksoja on esiintynyt vain 1–10 prosenttia Enceladuksen olemassaoloajasta ja ne ovat kierrättäneet 10–40 prosenttia pinta-alasta. Enceladuksen etelänavan ympärillä oleva aktiivinen alue on noin 10 prosenttia sen pinnasta.
Lähde: JPL