Vuonna 2005 NASAn Cassini-avaruusalus antoi meille uskomattoman näkemyksen Enceladuksesta, joka puhaltaa ulos vesihöyryn ja jään suihkulähteitä. Tämä toiminta luo valtavan kaasun, pölyn ja jään halon, joka ympäröi tätä Saturnuksen satelliittia ja mahdollistaa planeetan E-renkaan. Nyt Enceladus on jälleen valokeilassa aurinkokunnan ainoana kuuna, jonka tiedetään vaikuttavan merkittävästi emoplaneettansa kemiaan.
Aiemmin tänä vuonna ESA ilmoitti, että sen Herschelin avaruusobservatorio oli havainnut Saturnuksen ympärillä valtavan vesihöyryn toruksen, joka ilmeisesti oli peräisin Enceladuksesta. Se kattaa noin 600 000 kilometriä halkaisijaltaan ja kulkee noin 60 000 kilometriä syvältä, mutta kokoaan enemmän se näyttää tekevän… lisäämällä vettä Saturnuksen yläilmakehään. Koska höyryä ei voida havaita näkyvillä aallonpituuksilla, tämä havainto tuli Herschelin kiikaritähtäimen ilmoitukseksi.
'Herschel tarjoaa dramaattista uutta tietoa kaikesta oman aurinkokuntamme planeetoista miljardien valovuosien päässä oleviin galakseihin', sanoi Paul Goldsmith, NASAn Herschel-projektin tutkija NASAn Jet Propulsion Laboratorysta, Pasadenassa, Kaliforniassa.
Vaikka Herschelin infrapunahavainto on uusi, osoitus höyrytoruksesta Saturnuksen ympärillä ei ole. NASAn Voyager- ja Hubble-tehtävät olivat antaneet tähtitieteilijöille vihjeitä aiemmin. Vuonna 1997 Euroopan avaruusjärjestön infrapuna-avaruusobservatorio mainitsi Saturnuksen ilmakehän vettä, ja kaksi vuotta myöhemmin NASAn Submillimeter Wave Astronomy Satellite vahvisti sen uudelleen. Mutta tämä vahvistus vain lisäsi arvoitusta. Saturnuksen alemmilla pilvitasoilla oleva vesi ei voinut nousta kylmemmän, ylemmän kannen ohi… Joten mistä vesi tuli? Vastaus tuli Herschelin havaintojen ja erittäin taitavan tietokonemallinnuksen muodossa.
'Hämmästyttävää on, että malli, joka on yksi iteraatio pitkässä pilvimallien joukossa, rakennettiin ilman havainnointia.' sanoo Tim Cassidy, JPL:n äskettäinen tohtoritutkija, joka työskentelee nyt Coloradon yliopiston ilmakehän ja avaruusfysiikan laboratoriossa Boulderissa. 'Me tässä pienessä mallinnusyhteisössä käytimme Cassinin, Voyagerin ja Hubble-teleskoopin tietoja sekä vakiintunutta fysiikkaa. Emme odottaneet niin yksityiskohtaisia 'kuvia' toruksesta, ja mallin ja datan yhteensopivuus oli upea yllätys.
Näiden simulaatioiden avulla tutkijat olettivat, että suuri osa torussa olevasta vedestä oli yksinkertaisesti kadonnut avaruuteen ja osa vetäytyy takaisin painovoiman vaikutuksesta materiaalin lisäämiseksi Saturnuksen renkaisiin. Mielenkiintoisin on kuitenkin se 3-5 %, joka palasi Saturnuksen ilmakehään. Kuinka paljon vesihöyryä siellä on? Cassini-avaruusaluksen Herschelin ja Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) -laitteen tietojen yhdistämisen ansiosta olemme oppineet, että Enceladuksesta sinkoutuu joka minuutti noin 12 000 kiloa. Voitko kuvitella, kuinka paljon se tuottaisi yhteen vuoden aikana… tai enemmän?!
'Vuosien 2009 ja 2010 Toruksen Herschel-mittausten ja pilvimallimme avulla pystyimme laskemaan Enceladuksesta tulevan vesihöyryn lähdemäärän', Cassidy sanoi. 'Se on hyvin samaa mieltä UVIS-löydön kanssa, joka käytti täysin erilaista menetelmää.'
'Näemme veden lähtevän Enceladuksesta ja voimme havaita lopputuotteen - atomisen hapen - Saturnus-järjestelmässä', sanoi Cassini UVIS -tiederyhmän jäsen Candy Hansen Planetary Science Institutesta, Tucsonista, Arizista. 'Se on erittäin mukavaa Herschelin kanssa. seurata, missä se sillä välin menee.'
Pieni prosenttiosuus muodostaa mahtavia suuria lukuja, ja toruksen vesimolekyylit vaikuttavat suuressa määrin Saturnuksen ilmakehään tuomalla mukanaan vetyä ja happea.
'Kun vesi roikkuu toruksessa, se on alttiina prosesseille, jotka hajottavat vesimolekyylejä', sanoi Hansen, 'ensin vedyksi ja hydroksidiksi, ja sitten hydroksidi dissosioituu vedyksi ja atomihapeksi.' Tämä happi on hajallaan Saturnus-järjestelmän läpi. 'Cassini löysi atomin hapen lähestyessään Saturnusta, ennen kuin se siirtyi kiertoradalle. Tuolloin kukaan ei tiennyt, mistä se oli peräisin. Nyt teemme.'
Menee hyvin harvat päivät, jolloin emme opi mitään uutta aurinkokunnasta ja sen sisäisestä toiminnasta. Herschelin avaruusobservatorion ja Cassini-Huygensin kaltaisten tehtävien kaltaisten havaintojen ansiosta pystymme ymmärtämään paremmin kauneuden taustalla olevaa dynamiikkaa… ja kuinka pienellä pelaajalla voi olla tärkeä rooli.
'Tämän pienen kuun Enceladuksen syvällinen vaikutus Saturnukseen ja sen ympäristöön on hämmästyttävä', Hansen sanoi.
Alkuperäinen tarinan lähde: JPL:n uutistiedote .