Når Cassini mission ankom i Saturn-systemet i 2004, den opdagede noget temmelig uventet på Enceladus 'sydlige halvkugle. Fra hundreder af sprækker placeret i det polare område blev plummer af vand og organiske molekyler plettet med jævne mellemrum. Dette var den første indikation af, at Saturns måne kan have et indre hav forårsaget af hydrotermisk aktivitet nær kerne-mantelgrænsen.
Ifølge en ny undersøgelse baseret på Cassini data, som det opnåede inden dykning i Saturns atmosfære den 15. september, kan denne aktivitet have været i gang i nogen tid. Faktisk konkluderede studieteamet, at hvis månens kerne er porøs nok, kunne den have genereret nok varme til at opretholde et indre hav i milliarder af år. Denne undersøgelse er den mest opmuntrende indikation endnu, at det indre af Enceladus kunne understøtte livet.
Undersøgelsen med titlen "At styrke langvarig hydrotermisk aktivitet inde i Enceladus" dukkede op for nylig i tidsskriftet Naturastronomi. Undersøgelsen blev ledet af Gaël Choblet, en forsker ved planetarisk og geodynamisk laboratorium ved University of Nantes, og inkluderede medlemmer fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, Charles University og Institute of Earth Sciences og Geo- og Cosmochemistry Laboratory på University af Heidelberg.
Før Cassini missionens mange flybys af Enceladus, mente forskere, at denne månes overflade var sammensat af fast is. Det var først efter at have lagt mærke til drengeaktiviteten, at de indså, at det havde vandstråler, der strækkede sig helt ned til et varmt vand i dets indre. Fra de opnåede data fra Cassini, videnskabsmænd var endda i stand til at komme med uddannede gæt, hvor dette indre hav lå.
Alt i alt er Enceladus en relativt lille måne, der måler omkring 500 km (311 mi) i diameter. Baseret på tyngdekraftsmålinger udført af Cassini, det antages, at dets indre ligger under en iskold ydre overflade i dybder på 20 til 25 km (12,4 til 15,5 mi). Imidlertid tyndes denne overfladeis til ca. 1 til 5 km (0,6 til 3,1 mi) over det sydlige polære område, hvor vandstråler og iskolde partikler stråler gennem sprækker.
Baseret på den måde, Enceladus kredser om Saturn med en vis slingr (alias libration), har forskere været i stand til at foretage skøn over havets dybde, som de placerer 26 til 31 km (16 til 19 mi). Alt dette omgiver en kerne, som menes at være sammensat af silikatmineraler og metal, men som også er porøs. På trods af alle disse fund har kilden til den indre varme været noget af et åbent spørgsmål.
Denne mekanisme skulle være aktiv, når månen dannede sig for milliarder af år siden og er stadig aktiv i dag (som det fremgår af den aktuelle plymaktivitet). Som Dr. Choblet forklarede i en ESA-pressemeddelelse:
"Hvor Enceladus får den vedvarende kraft til at forblive aktiv, har altid været en smule mysterium, men vi har nu overvejet mere detaljeret, hvordan strukturen og sammensætningen af månens stenede kerne kunne spille en nøglerolle i at generere den nødvendige energi."
I årevis har forskere spekuleret i, at tidevandsstyrker forårsaget af Saturns tyngdepåvirkning er ansvarlige for Enceladus 'indre opvarmning. Den måde Saturn skubber og trækker månen, når den følger en elliptisk sti rundt om planeten, antages også at være det, der får Enceladus 'iskalde til at deformere, hvilket forårsager sprækker omkring det sydlige polare område. Det antages, at de samme mekanismer er det, der er ansvarlig for Europas indre varmt vandhav.
Imidlertid er energien produceret ved tidevandsfriktion i isen for svag til at modveje det varmetab set fra havet. I takt med at Enceladus 'hav mister energi til rummet, ville hele månen fryse fast inden for 30 millioner år. Tilsvarende er det naturlige forfald af radioaktive elementer inden i kernen (som også er blevet foreslået til andre måner) ca. 100 gange for svagt til at forklare Enceladus interiør og blæseaktivitet.
For at tackle dette udførte Dr. Choblet og hans team simuleringer af Enceladus 'kerne for at bestemme, hvilken slags forhold der kunne tillade tidevandsopvarmning over milliarder af år. Som de siger i deres undersøgelse:
”I mangel af direkte begrænsninger på de mekaniske egenskaber ved Enceladus 'kerne, overvejer vi en lang række parametre, der karakteriserer hastigheden af tidevandsfriktion og effektiviteten af vandtransport ved porøs strømning. Den ikke-konsoliderede kerne af Enceladus kan ses som et stærkt granulært / fragmenteret materiale, hvor tidevandsdeformation sandsynligvis vil være forbundet med intergranulær friktion under fragmentering af fragmenter. ”
Hvad de fandt, var det for at Cassini observationer, der skal overholdes, ville Enceladus 'kerne skulle være lavet af ukonsolideret, let deformerbar, porøs klippe. Denne kerne kunne let gennemtrænges af flydende vand, som siver ind i kernen og gradvist opvarmes gennem tidevandsfriktion mellem glidende stenfragmenter. Når dette vand var tilstrækkeligt opvarmet, ville det stige opad på grund af temperaturforskelle med dets omgivelser.
Denne proces overfører i sidste ende varme til det indre hav i smalle huler, der stiger til møde Enceladus 'iskalde. Når den først er der, får den overfladisen til at smelte og danne sprækker, gennem hvilke stråler når ud i rummet, spyr vand, ispartikler og hydratiserede mineraler, der genopfylder Saturns E-ring. Alt dette stemmer overens med observationer, der er foretaget af Cassini, og er bæredygtigt set fra et geofysisk synspunkt.
Med andre ord er denne undersøgelse i stand til at vise, at handling i Enceladus 'kerne kunne frembringe den nødvendige opvarmning til at opretholde et globalt hav og producere blæseaktivitet. Da denne handling er et resultat af kernens struktur og tidevandsinteraktion med Saturn, er det helt logisk, at den har fundet sted i milliarder af år. Så ud over at give den første sammenhængende forklaring på Enceladus 'blomstervirksomhed, er denne undersøgelse også en stærk indikation af beboelsesevne.
Som forskere har forstået, tager livet lang tid at komme i gang. På Jorden anslås det, at de første mikroorganismer opstod efter 500 millioner år, og hydrotermiske åbninger antages at have spillet en nøglerolle i denne proces. Det tog yderligere 2,5 milliarder år, før den første multi-cellulære liv udviklede sig, og landbaserede planter og dyr har kun eksisteret i de sidste 500 millioner år.
At vide, at måner som Enceladus - som har den nødvendige kemi til at støtte livet - også har haft den nødvendige energi i milliarder af år er derfor meget opmuntrende. Man kan kun forestille sig, hvad vi vil finde, når fremtidige missioner begynder at inspicere dens huler nærmere!
