For nogle få år siden troede astronomer, at de fandt piskede ringe omkring Saturns måne Rhea. Nu har nye observationer vist noget andet omkring Rhea, der var helt uventet: en ilt atmosfære. I marts i år lavede Cassini-rumfartøjet en tæt flyve af Rhea og registrerede data, der viser en tynd atmosfære, der består af ilt og kuldioxid.
Kilden til ilt er ikke rigtig en overraskelse: Rheas densitet på 1.233 gange den med flydende vand antyder, at Rhea er tre fjerdedels is og en fjerdedel sten. Månens tunge atmosfære opretholdes af den igangværende kemiske nedbrydning af isvand på månens overflade ved bestråling fra Saturns magnetosfære.
Oxygen er også for nylig blevet påvist i atmosfærerne i to af Jupiters måner, Europa og Ganymede. Da ilt er en hovedkomponent i atmosfæren omkring Saturns ringe, tror astronomer, at der kunne være lignende atmosfærer omkring andre iskolde måner, der kredser inde i Saturns magnetosfære.
”De nye resultater antyder, at aktiv, kompleks kemi, der involverer ilt, kan være ret almindelig i hele solsystemet og endda i vores univers,” sagde hovedforfatter Ben Teolis, en forsker fra Cassini-teamet, der er baseret på Southwest Research Institute i San Antonio. ”Sådan kemi kunne være en forudsætning for livet. Alt bevis fra Cassini indikerer, at Rhea er for kold og blottet for det flydende vand, der er nødvendigt for livet, som vi kender det. ”
Der er selvfølgelig altid muligheden for liv, da vi ikke kender det.
Og der må være en slags organiske stoffer på månen - hvilket betyder kulstofforbindelser. Kilden til kuldioxid i Rheas atmosfære er endnu ikke kendt, men dens tilstedeværelse antyder, at radiolys-reaktioner mellem oxidanter og organiske stoffer fortsætter ved månens overflade.
For så vidt angår nogen af disse nye fund, der har relation til den udelukkede hypotese om ringe omkring Rhea, fortalte Teolis til Space Magazine, at der stadig er meget om Rheas miljø, som endnu ikke er bestemt. ”Elektronudtømningen er i øjeblikket uforklarlig,” sagde Teolis i en e-mail. Det skarpe, symmetriske fald i elektroner, der blev detekteret omkring Rhea, var det første fund bag ringteorien. ”Vores nuværende tankegang er, at det kan være relateret til ioniseringen af atmosfæren, måske i forbindelse med elektrostatisk opladning af Rheas overflade, men jeg har ikke et endeligt svar på dette tidspunkt. Atmosfære - magnetosfæreinteraktion er et komplekst problem, og det vil tage nogen tid at ordne op. Men for første gang ved en iskald måne giver Cassini-fundne os et observationsvindue in situ på denne interaktion, hvis forståelse stadig er meget teoretisk. Vi arbejder på det. ”
Disse seneste data kom fra Cassinis ion- og neutrale massespektrometer og Cassini plasmaspektrometer under flybys den 26. november 2005, 30. august, 2007 og 2. marts 2010. Ionet og det neutrale massespektrometer oplevede spidsbelastning af ilt på ca. 50 milliarder molekyler pr. Kubikmeter (1 milliard molekyler pr. Kubikfod). Det påviste spidstætheder af kuldioxid på ca. 20 milliarder molekyler pr. Kubikmeter (ca. 600 millioner molekyler pr. Kubikfod).
Plasmaspektrometret så tydelige signaturer af flydende strømme af positive og negative ioner med masser, der svarede til ioner af ilt og kuldioxid.
Forskerne sagde, at ilt ser ud til at stige til en atmosfære, når Saturns magnetfelt roterer over Rhea. Energiske partikler, der er fanget i planetens magnetiske felt, peber månens vandisoverflade. De forårsager kemiske reaktioner, der nedbrydes overfladen og frigiver ilt.
At frigive ilt gennem overfladestråling kan hjælpe med at generere gunstige forhold for livet i en iskald krop bortset fra Rhea, der har flydende vand under overfladen, sagde Teolis. Hvis ilt og kuldioxid fra overfladen på en eller anden måde kunne transporteres ned til et hav under havoverfladen, ville det give et meget mere gæstfrit miljø for mere komplekse forbindelser og liv at danne.
Forskerne er usikre på, hvordan kuldioxid frigøres. Det kan være resultatet af "tøris", der er fanget fra den primære solnebula, som det er tilfældet med kometer, eller det kan være på grund af lignende bestrålingsprocesser, der fungerer på de organiske molekyler, der er fanget i Rheas vandis. Kuldioxid kunne også komme fra kulstofrige materialer deponeret af små meteorer, der bombarderede Rheas overflade.
”Rhea viser sig at være meget mere interessant, end vi havde forestillet os,” sagde Linda Spilker, Cassini-projektforsker ved JPL. ”Cassini-fundet fremhæver den rige mangfoldighed af Saturns måner og giver os ledetråde til, hvordan de dannede sig og udviklede sig.”
Denne undersøgelse vises i den 25. november 2010-udgave af Science Express.
Kilder: Science, JPL, e-mailudveksling med Teolis
