Když Cassini mise dorazila do systému Saturn v roce 2004, objevila něco docela neočekávaného na jižní polokouli Encelada. Ze stovek puklin umístěných v polární oblasti byly pravidelně vytryskovány oblaky vody a organických molekul. Toto bylo první známkou toho, že Saturnův měsíc může mít vnitřní oceán způsobený hydrotermální aktivitou poblíž hranice jádro-plášť.
Podle nové studie založené na Cassini data, která získala před potápěním do saturnovy atmosféry 15. září, se tato aktivita mohla odehrávat nějakou dobu. Ve skutečnosti studijní tým dospěl k závěru, že pokud je jádro Měsíce dostatečně porézní, mohlo by to vygenerovat dostatek tepla pro udržení vnitřního oceánu po miliardy let. Tato studie je zatím nejvíce povzbudivým náznakem, že interiér Enceladus by mohl podporovat život.
Studie s názvem „Napájení prodloužené hydrotermální aktivity uvnitř Enceladusu“ se nedávno objevila v časopise Astronomie přírody. Studii vedl Gaël Choblet, výzkumný pracovník s Planetární a geodynamickou laboratoří na University of Nantes, a zahrnovali členy z NASA Jet Propulsion Laboratory, University Karlovy a Ústavu věd o Zemi a Geo- a Cosmochemistry Laboratory na univerzitě. z Heidelbergu.
Před Cassini Vědci věřili, že mnoho letů Enceladus mise bylo povrchem tohoto měsíce složeno z tuhého ledu. Teprve poté, co si všimli chocholní aktivity, si uvědomili, že má vodní trysky, které sahaly až k oceánu teplé vody v jejím vnitřku. Z údajů získaných Cassini, Vědci byli dokonce schopni učinit vzdělané odhady, kde leží tento vnitřní oceán.
Všichni říkají, Enceladus je relativně malý měsíc, měří průměr asi 500 km (311 mi). Na základě měření gravitace prováděného společností Cassini, jeho vnitřní oceán je věřil ležet pod ledovým vnějším povrchem v hloubkách 20 až 25 km (12,4 až 15,5 mi). Tato povrchová ledová vrstva však řídne asi 1 až 5 km (0,6 až 3,1 mil) nad jižní polární oblastí, kde proudem vody a ledových částic proudí trhliny.
Na základě způsobu, jakým Enceladus obíhá Saturn s jistým kolísáním (aka. Libration), byli vědci schopni odhadnout hloubku oceánu, kterou umístili na 26 až 31 km (16 až 19 mil). To vše obklopuje jádro, o kterém se předpokládá, že je složeno ze silikátových minerálů a kovu, ale které je také porézní. Přes všechna tato zjištění zůstal zdroj vnitřního tepla něčím otevřeným.
Tento mechanismus by musel být aktivní, když Měsíc vznikl před miliardami let, a je dodnes aktivní (jak dokládá současná aktivita oblaku). Jak vysvětlil Dr. Choblet v tiskovém prohlášení ESA:
"Tam, kde Enceladus dostane trvalou sílu, aby zůstala aktivní, bylo vždy trochu záhadou, ale nyní jsme se podrobněji zabývali tím, jak struktura a složení skalního jádra měsíce může hrát klíčovou roli při generování potřebné energie."
Po celá léta vědci spekulovali, že přílivové síly způsobené Saturnovým gravitačním vlivem jsou odpovědné za vnitřní vytápění Encelada. Také způsob, jakým Saturn tlačí a táhne měsíc, když sleduje eliptickou cestu kolem planety, je tím, co způsobuje deformaci ledové skořápky Enceladus, což způsobuje trhliny kolem jižní polární oblasti. Stejné mechanismy jsou považovány za to, co je odpovědné za vnitřní teplý vodní oceán v Evropě.
Energie vytvářená přílivovým třením v ledu je však příliš slabá, aby vyvažovala tepelné ztráty pozorované z oceánu. Vzhledem k tomu, že oceán Enceladus ztrácí energii do vesmíru, celý měsíc by za 30 milionů let zmrazil pevnou látku. Podobně je přirozený rozklad radioaktivních prvků v jádru (který byl navržen i pro další měsíce) také asi stokrát příliš slabý na to, aby vysvětlil vnitřní a chocholní aktivitu Enceladus.
Choblet a jeho tým k provedení tohoto problému provedli simulace jádra Encelada, aby určili, jaké podmínky by mohly umožnit přílivové vytápění po miliardy let. Jak uvádějí ve své studii:
„Při absenci přímých omezení mechanických vlastností jádra Enceladus zvažujeme širokou škálu parametrů, které charakterizují rychlost přílivového tření a účinnost vodní dopravy porézním prouděním. Na nekonsolidované jádro Enceladus lze pohlížet jako na vysoce granulovaný / fragmentovaný materiál, u kterého je přílivová deformace pravděpodobně spojena s mezikrystalovým třením během přeskupení fragmentů. “
Zjistili, že je to pro pořádek Cassini pozorování, která musí být potvrzena, by jádro Encelada muselo být vyrobeno z nekonsolidovaného, snadno deformovatelného porézního kamene. Toto jádro by mohlo být snadno proniknuto kapalnou vodou, která by pronikala do jádra a postupně zahřívána přílivovým třením mezi kluznými fragmenty hornin. Jakmile by byla tato voda dostatečně zahřátá, stoupla by nahoru kvůli teplotním rozdílům v jejím okolí.
Tento proces nakonec přenese teplo do vnitřního oceánu v úzkých oblacích, které se zvedají ke splněnému Enceladusovu ledové skořápce. Jakmile to způsobí, roztaví povrchový led a vytvoří trhliny, skrz které trysky zasahují do vesmíru, chrlí vodu, částice ledu a hydratované minerály, které doplňují Saturnův E-kroužek. To vše je v souladu s připomínkami společnosti Cassini, a je udržitelný z geofyzikálního hlediska.
Jinými slovy, tato studie je schopna ukázat, že akce v jádru Enceladu by mohla vést k nezbytnému zahřívání pro udržení globálního oceánu a produkci chocholů. Protože tato akce je výsledkem struktury jádra a přílivové interakce se Saturnem, je naprosto logické, že se odehrává miliardy let. Tato studie kromě toho, že poskytuje první koherentní vysvětlení aktivity Enceladusovy chřipky, je také silným ukazatelem návykovosti.
Jak vědci pochopili, život trvá dlouho, než se rozběhne. Na Zemi se odhaduje, že první mikroorganismy vznikly po 500 milionech let a věří se, že v tomto procesu hrály klíčovou roli hydrotermální průduchy. Trvalo to další 2,5 miliardy let, než se vyvinul první multibuněčný život, a rostlin a živočichů na pevnině bylo kolem posledních 500 milionů let.
Vědomí toho, že měsíce jako Enceladus - který má nezbytnou chemii pro podporu života - má také potřebnou energii po miliardy let, je proto velmi povzbudivé. Člověk si dokáže představit, co najdeme, jakmile budoucí mise začnou podrobněji zkoumat své oblaky!
