Z czterech pęknięć na południowym biegunie Enceladusa wystrzeliwują w górę gejzery na wysokość kilkuset kilometrów. Nowe zdjęcia wykonane przez sondę Cassini potwierdzają, że pióropusz pary nad księżycem może być odpowiedzialny za powstawanie pierścienia E.

Naukowcy są zdziwieni, że na pierwszy rzut oka mały i spokojny księżyc, może wykazywać tak wielką aktywność tektoniczną. „To olbrzymia niespodzianka„, mówi Denis Matson, z Jet Propusion Laboratory w Pasadenie, stan Kalifornia. „Ale powoli zaczynają już pojawiać się teorie, które pozwolą nam wyjaśnić to niezwykłe zjawisko„.

Dane dotyczące Enceladusa zostały opublikowane 30 września na konferencji w Londynie. Zdjęcia wykonane przez sondę Cassini 14 lipca 2005 ujawniły struktury przypominające pasy na ciele tygrysa. Niezwykłe kształty zajmują niemal 1/8 powierzchni księżyca i rozciągają się na 173 kilometry.

W czasie swego lotu nad Enceladusem sonda Cassini zbadała powierzchnię księżyca przy pomocy spektrometru podczerwieni (Composite Infrared Spectrometer i wykryła źródło silnego promieniowania cieplnego w okolicach bieguna południowego. „To tak jakby przelatywać nad powierzchnią Ziemi i nagle odkryć, że w Antarktyce jest cieplej niż na równiku„, śmieje się John Spencer z Southwest Research Institute w Boulder, stan Kolorado. Na zbliżeniowych obrazach z urządzenia CIRS zauważono, że pęknięcia na powierzchni księżyca mają temperaturę 90 Kelwinów (-183 stopni Celsjusza). Jest to niemal o 15 stopni więcej niż na pozostałej części powierzchni Enceladusa.

NASA

Zbliżenie obszaru „tygrysich pasów” na powierzchni księżyca Enceladus. Pasy rozciągają się na długości 170 kilometrów nad biegunem południowym księżyca. Obraz wykonano techniką składania małych zdjęć o dużej rozdzielczości. Materiał fotograficzny został zebrany przez sondę Cassini.

Wielki pióropusz i kule śniegowe

Tygrysie pasy na Enceladusie mają bardzo nietypową strukturę fizyko-chemiczną. Na podstawie analiz spektralnych ustalono, że w miejscach pasów kryształy lodu są inne niż poza nimi. Takie formy krystaliczne występują zazwyczaj w wyższych temperaturach. Ponadto „tygrysi lód” jest bardzo bogaty w substancje organiczne.

W czasie zbliżenia z Enceladusem sondzie Cassini udało się zbadać materiał z olbrzymiego pióropusza pary wodnej unoszącego się nad południowym biegunem księżyca. Prawie na pewno źródłem pary są ”tygrysie pęknięcia”. Ponadto naukowcy spekulują, że to właśnie Enceladus może być odpowiedzialny za powstanie pierścienia E wokół Saturna. Nowe badania Cassiniego mogą potwierdzić te przypuszczenia. Dzięki badaniom gęstości pary wodnej obliczono, że księżyc wyrzuca w przestrzeń kosmiczną pół tony wody w ciągu sekundy. Taka ilość wystarcza do uzupełnienia ubytków w pierścieniu.

Sonda Cassini zaobserwowała także wielkie kule śnieżne o średnicy nawet 20 kilometrów, które unoszą się nad południowym biegunem Enceladusa. Czy takie ogromne „śnieżki” mogły zostać wyrzucone z którejś z czterech „tygrysich szczelin”, w podobny sposób jak czynią to ziemskie wulkany z gorącymi skałami? „One są zbyt ogromne„, żeby zostały wyrzucone, stwierdza Torrence Johnson z zespołu kartograficznego sondy Cassini, „Ale z drugiej strony grawitacja na Enceladusie jest bardzo słaba. Nie potrzeba olbrzymich sił, żeby oderwać coś od powierzchni tego księżyca„.

NASA

Porównawcze zdjęcie Enceladusa i powierzchni Ziemi (skala zachowana) pozwala dobrze wyobrazić sobie rozmiary tego księżyca. Enceladus jest dość mały-jego średnica jest mniejsza od rozciągłości południkowej Wysp Brytyjskich.

Ciepłodajne pływy

Powierzchniowe procesy na Enceladusie muszą być napędzane przez źródło ciepła znajdujące się wewnątrz księżyca. Ale skąd pochodzi to ciepło? Naturalny rozpad promieniotwórczy w jądrze skalistego księżyca, może jedynie wyprodukować tyle ciepła, aby wyrzucać z powierzchni nikłą strugę wody i amoniaku. Jednak najczęściej powoduje on niewielkie podgrzanie powierzchni księżyca i powolne odparowywanie wody.

Wyniki otrzymane przez sondę Cassini wskazują, że procesy na Enceladusie są bardzo dynamiczne. Grudki lodu w pióropuszu unoszącym się nad księżycem są dowodem na to, że materiał wyrzucany jest ze znaczną siłą. Tak duża aktywność powierzchniowa nie może być zasilana wyłącznie naturalnym rozpadem promieniotwórczym.

Innym źródłem energii jakie może wykorzystywać księżyc są pływy. Silna grawitacja Saturna odkształca Enceladusa. Dynamiczne odkształcenia powodują powstawanie ciepła podobnie jak dzieje się to w czasie wielokrotnego zginania metalowego drutu. Jednak z wstępnych obliczeń wynika, że przy obecnej orbicie księżyca energia dostarczana przez pływy stanowi jedynie 1% tego co mógłby wytworzyć rozpad pierwiastków w jądrze.

Torrenca Johnson twierdzi, że kilkaset tysięcy lat temu orbita Enceladusa była inna i pozwalała wytworzyć duże ilości ciepła wewnątrz księżyca. Dzisiaj Enceladus stygnie wyrzucając przy tym znaczne ilości materiału w przestrzeń kosmiczną.

„Istnieje też inna możliwość. Napięcia pływowe mogą się kumulować dokładnie w miejscach czterech pasów na powierzchni księżyca„, zastanawia się Torrence Johnson. „Ponieważ widzimy zjawisko możemy być pewni, że w jakiś sposób Enceladusowi udaje się zdobyć wystarczającą ilość energii, naszym zadaniem jest dowiedzieć się jak dokładnie się to dzieje„.