W roku 2005 sonda Cassini przesłała na Ziemię obrazy księżyca Saturna wypluwającego parę wodną. Okazało się wtedy, że jego powierzchnia pokryta jest charakterystycznymi bruzdami, zwanymi także tygrysimi paskami. Fakt, że taki mały obiekt (o średnicy 500 km) wykazuje się tak dużą aktywnością geologiczną, był niezwykle interesujący. Już wtedy naukowcy przewidywali, że pod zmrożoną powierzchnią może kryć się ocean zasilający gejzery. Teraz dzięki pomiarom pola grawitacyjnego, zebranym przez tę samą sondę, udało się ustalić, że ten zbiornik wodny faktycznie istnieje. W dodatku znajduje się on dokładnie pod obszarem z bruzdami i gejzerami.

Artykuł napisał Grzegorz Sochacki.

Pierwsze dociekania na temat wnętrza Enceladusa opierały się na geologii. Spodziewano się oceanu pod aktywnym geologicznie obszarem. Takim obszarem są okolice bieguna południowego. Przewidywano, że ciecz znajduje się około 50 km pod powierzchnią. Sonda Cassini dostarczyła decydujących dowodów w tej sprawie.

Podczas trzech przelotów w pobliżu księżyca tor lotu sondy był lekko zakrzywiany przez jego pole grawitacyjne. W tym czasie z niezwykłą precyzją została zmierzona jej trajektoria. Dokonano tego poprzez śledzenie sygnału sondy przy pomocy Deep Space Network należącej do NASA. Zmiany toru ruchu wpływają na częstotliwość sygnału. Badanie tych zmian pozwoliło na zbadanie pola grawitacyjnego księżyca. To z kolei dostarczyło informacji o dystrybucji masy w jego wnętrzu. Pomiary zostały przeprowadzone pomiędzy kwietniem 2010 a majem 2012 roku. David Stevenson, profesor Caltech i ekspert specjalizujący się we wnętrzach planet, twierdzi, że był to jedyny sposób na zbadanie wnętrza tego interesującego obiektu. Dodaje także, że dokładniejsze badania wymagają umieszczenia sejsmografów na Enceladusie, co w najbliższym czasie się nie stanie.

Kluczową informacją były dane o deficycie masy zauważonym w rejonie występowania gejzerów. Znaczy to, że znajduje się tam mniej masy niż w przypadku, w jakim księżyc byłby jednorodną kulą. Naukowcy spodziewali się tego, ponieważ powierzchnia w tym rejonie jest wgłębiona. Mimo to ubytek masy jest o wiele mniejszy, niż wynikałoby to z rozmiarów zagłębienia. Stąd wniosek, że pod powierzchnią musi znajdować się obszar o dużej gęstości.

Takie anomalie są często spotykane w kosmosie, występują także na Ziemi. Można spotkać się z różnorodnymi wariantami tego zjawiska. Bywa, że brak materiału na powierzchni jest zrównoważony przez występowanie bardziej gęstego materiału głęboko pod nią. W innych przypadkach nadmiar materiału na powierzchni jest kompensowany przez obecność mniej gęstej materii bliżej środka ciała. Takim przykładem jest Mount Everest. Pierwsze pomiary pola grawitacyjnego w tamtym rejonie pokazały, że góra niewiele je zmienia. Dziś wiemy, że grawitacja góry jest zmniejszana przez pokłady lżejszych skał sięgające kilkudziesięciu kilometrów pod powierzchnią. Efekt ten występuje w większości łańcuchów górskich. Inaczej mówiąc nawarstwienie materiału na powierzchni jest równoważone przez mniejszą gęstość materiału pod powierzchnią.

Na Enceladusie mamy sytuację odwrotną. Na jego powierzchni znajduje się zagłębienie. Jednak ten ubytek masy jest kompensowany przez obecność materii cięższej od lodu. David Stevenson twierdzi, że jedynym sensownym kandydatem jest woda. Choć nikt nie jest w stanie z całą pewnością potwierdzić tej kandydatury to wiadomo, że jest to ciecz, ponieważ zaobserwowano, jak wytryska ona z tygrysich pasków. Podejrzewa się, że są to szczeliny prowadzące w głąb globu do części podgrzewanej przez siły pływowe. Prawdopodobnie spowodowane przez te siły rozciąganie i ściskanie księżyca dostarcza ciepła także temu oceanowi.

Autor

Grzegorz Sochacki