Yeni araştırmalar, Enceladus'un milyarlarca yıldır bir iç okyanusa sahip olduğunu gösteriyor
Cassini sondası 2004 yılında Satürn sistemine ulaştığında, Enceladus'un (Enceladus) güney yarım küresinde beklenmedik bir şey buldu. Kutup bölgelerindeki yüzlerce çatlaktan çok sayıda su ve organik molekül bulundu. Bu, Satürn'ün uydularının çekirdek-manto sınırına yakın hidrotermal aktivitenin neden olduğu bir iç okyanusa sahip olabileceğinin ilk göstergesidir.
Kesit görünümü Enceladus'un içini gösterir. Resim: NASA
Cassini'nin 15 Eylül'de Satürn'ün atmosferine düşmeden önce elde ettiği yeni bir araştırmaya göre, bu çalışma bir süredir devam ediyor olabilir. Aslında araştırma ekibi, uydunun çekirdeğinin yeterince gözenekli olması durumunda, iç okyanusu milyarlarca yıl boyunca sürdürmek için yeterli ısı üretebileceği sonucuna vardı. Bu çalışma, Enceladus'un içerideki yaşamı sürdürebileceğinin açık ara en cesaret verici işaretidir.
"Enceladus'ta Uzun Süreli Hidrotermal Aktiviteler" başlıklı çalışma, geçtiğimiz günlerde Natural Astronomy dergisinde yayınlandı. Araştırma, Nantes Üniversitesi Gezegen ve Jeodinamik Laboratuvarı'nda araştırmacı olan Gael Choblet tarafından yönetildi ve NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı, Charles Üniversitesi, Yer Bilimleri Enstitüsü ve Heidelberg Üniversitesi'ndeki Yer Bilimleri ve Jeokimya Laboratuvarı üyelerini içeriyordu.
Enceladus'un deniz yatağında ve deniz yatağında meydana gelebilecek hidrotermal faaliyetlerin kavramsal diyagramları. Resim: NASA / JPL
Cassini misyonundan önce bilim adamları, ay yüzeyinin katı buzdan yapıldığına inanıyorlardı. Ancak duman hareketini fark ettikten sonra su sütununun iç ılık su okyanusuna uzandığını fark ettim. Cassini'nin elde ettiği verilerden bilim adamları, bu okyanusun yeri hakkında eğitimli tahminler bile yapabilirler.
Enceladus, yaklaşık 500 kilometre (311 mil) çapında nispeten küçük bir uydudur. Cassininin yerçekimi ölçümlerine göre, iç okyanusunun buzun altındaki yüzeyin 20 ila 25 kilometre (12.4 ila 15.5 mil) altında olduğuna inanılıyor. Bununla birlikte, Antarktika bölgesinde, bu buz tabakası su ve buz parçacıklarının çatlaklardan püskürtüldüğü yaklaşık 1 ila 5 kilometre (0,6 ila 3,1 metre) incelir.
Enceladus'un Satürn'ün etrafında dönme şekline göre ("salınım" olarak da bilinir). Bilim adamları, okyanusun 26 ila 31 kilometre (16 ila 19 mil) arasındaki derinliğini tahmin edebildiler. Tüm bunlar, silikat mineralleri ve metallerden oluştuğuna inanılan, ancak aynı zamanda gözenekli olan bir çekirdeği çevreler. Bu bulgulara rağmen, iç mekan ısısının kaynağı hala açık bir sorudur.
Ay milyarlarca yıl önce oluştuğunda, bu mekanizma aktif olmalı ve bugün hala aktif olmalıdır (mevcut bulut aktivitesi ile kanıtlandığı gibi). Dr. Choblet'in ESA'dan bir açıklamasında açıkladığı gibi: Enceladusun sürekli gücü her zaman bir gizem olmuştur, ancak şimdi ayın kaya çekirdeğinin yapısının ve bileşiminin gerekli enerjiyi üretmek için nasıl kullanılabileceğini daha ayrıntılı olarak ele alıyoruz. Anahtar bir rol oynayın.
NASAnın Cassini uzay aracından ve Derin Uzay Ağından alınan yerçekimi ölçümleri, Satürnün uydusu Enceladusun Antarktikandan fışkıran su buharı ve buza sahip olduğunu ve ayrıca bir buz kabuğunun altında büyük bir iç okyanus olduğunu gösteriyor. Resim: NASA / JPL-Caltech
Yıllar boyunca bilim adamları, Satürn'ün yerçekimi etkisinin neden olduğu gelgit kuvvetinin Enceladus'un iç ısınmasının nedeni olduğunu tahmin ettiler. Satürn'ün aynı zamanda Enceladus'un buz kabuğunun dünyanın etrafında dönerek Antarktika bölgesinde çatlaklara neden olan deformasyonunun nedeni olduğuna inanılıyor. Bu aynı mekanizmaların, Avrupa'daki ılık su okyanusunun nedeni olduğuna inanılıyor.
Bununla birlikte, buzdaki gelgit sürtünmesi tarafından üretilen enerji, okyanusta görülen ısı kaybını telafi etmek için çok zayıftır. Enceladus okyanusu enerji kaybederken, tüm ay 30 milyon yıl içinde donacak. Benzer şekilde, çekirdekteki radyoaktif elementlerin doğal bozunması (diğer uydular için de önerilmektedir), Enceladus'un iç ve duman faaliyetlerini açıklamadan yaklaşık 100 kat daha zayıftır.
Bu sorunu çözmek için Dr. Choblet ve ekibi, milyarlarca yıl boyunca gelgit ısınmasına hangi koşulların izin vereceğini belirlemek için Enceladus'un çekirdeğini simüle etti. Araştırmalarında: Enceladus çekirdeğinin mekanik özellikleri üzerinde doğrudan bir kısıtlama olmadığından, gelgit sürtünme oranını ve su sızıntısının verimliliğini açıklamak için çok çeşitli parametreleri dikkate aldık. Enceladus'un konsolide olmayan çekirdeği oldukça granüler / kırılmış bir malzeme olarak kabul edilebilir Bu süreçte gelgit deformasyonu, fragmanlar yeniden düzenlendiğinde partiküller arasındaki sürtünme ile ilgili olabilir.
Enceladus'un kabuğunun iç kısmının enine kesit görünümü, hidrotermal aktivitenin ay yüzeyinde bir su sütununa nasıl neden olduğunu gösterir. Görsel telif hakkı: NASA-GSFC / SVS, NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute
Cassini gözlemlerini doğrulamak için Enceladus'un çekirdeğinin gevşek, deforme olabilen gözenekli kayalardan oluşması gerektiğini buldular. Bu çekirdek sıvı suyla kolayca nüfuz eder, çekirdeğe nüfuz eder ve kayan kaya parçaları arasındaki gelgit sürtünmesi yoluyla kademeli olarak ısınır. Su yeterince ısıtıldığında, sıcaklık çevredeki ortamdan farklı olduğu için yükselecektir.
Bu süreç sonunda ısıyı iç okyanusa aktarır ve Enceladus'un buz kabuğuyla buluşmak için dar bir tüy üzerinde yükselir. Bir kez orada, yüzey buzunu eritir ve çatlaklar oluşturur, bu çatlaklardan uzaya fırlar, Satürn'ün e-halkasını tamamlayan su, buz parçacıkları ve hidrasyon minerallerini dışarı atar. Bunların tümü Cassini'nin gözlemleriyle tutarlıdır ve jeofizik açıdan sürdürülebilirdir.
Başka bir deyişle, bu çalışma, Enceladus'un çekirdeğinin küresel okyanusu korumak ve duman aktivitesi oluşturmak için gerekli ısıtmayı üretebileceğini kanıtlayabilir. Bu hareket çekirdek yapının ve Satürn ile olan gelgit etkileşiminin bir sonucu olduğu için, milyarlarca yıl boyunca tamamen mantıklıdır. Bu nedenle, Enceladus'un tüy aktivitesi için ilk tutarlı açıklamayı sağlamanın yanı sıra, bu çalışma aynı zamanda yaşanabilirliği de güçlü bir şekilde göstermektedir.
Bilim adamlarının anladığı gibi, hayatın başlaması uzun zaman alır. Yeryüzündeki ilk mikroorganizmaların 500 milyon yıl sonra ortaya çıktığı tahmin ediliyor ve hidrotermal deliklerin bu süreçte anahtar rol oynadığına inanılıyor. İlk çok hücreli organizmaların gelişmesi 2,5 milyar yıl daha aldı Karadaki bitkiler ve hayvanlar yalnızca son 500 milyon yılda ortaya çıktı.
Yaşamı desteklemek için gerekli kimyasallara sahip Enceladus gibi bir uydunun milyarlarca yıldır gerekli enerjiye sahip olduğunu bilmek çok heyecan verici. Gelecekteki görevler onu daha yakından incelemeye başladığında ne bulacağımızı ancak hayal edebilir miyiz?
