Enceladus: Potvrzení hydrotermálního ohřevu

Astronomové mají více důkazů, že skrytý oceán uvnitř Saturnova měsíce Enceladus je zahříván hydrotermální aktivitou.

Ilustrace tohoto umělce ukazuje Cassiniho potápění skrz oblak Enceladus.
NASA / JPL-Caltech

V posledním desetiletí se planetární vědci stále více přesvědčili, že hydrotermální aktivita probíhá hluboko uvnitř ledového měsíce Enceladus. V tomto scénáři slaná voda měsíce proniká do trhlin na mořském dně, zahřívá se díky horké skále a znovu chrlí.

Víme, že Enceladus má oceán, který (téměř jistě) je v kontaktu s kamenným jádrem měsíce. Kosmická loď Cassini zjistila, že gejzíry chrlí z jižního pólu satelitu brzy po svém příletu do systému Saturn. Následující práce ukázala, že se jedná pravděpodobně o vysokotlaké netěsnosti z globálního podpovrchového oceánu. Chemicky řečeno, voda v oblacích je poskvrněna tím, že je kolem hornin - přesně to, co byste očekávali od hydrotermální aktivity.

Pro tento obrázek existuje mnoho důkazů, od soli ve vodě až po nanočástice křemíku vykašlené měsícem, z nichž by se po ochlazení vysrážela z horké vody interagující s kameny. Vědci však vždy chtějí více dat. Jedním z chemických otisků prstů, ve které doufali, je molekulární vodík. Horniny v hydrotermálním prostředí vyluhují kyslík z vody a produkují vodík. Ve skutečnosti v roce 2015 Yasuhito Sekine (University of Tokyo) a další poznamenali, že v podmínkách předpokládaných tvorbou nanočástic oxidu křemičitého „by výroba vodíku„ pokračovala efektivně “.

Tento diagram ukazuje jednu možnost, jak by voda mohla interagovat s horninou na dně oceánu Saturnova ledového měsíce Enceladus a produkovat vodík.

NASA / JPL-Caltech

Loni v říjnu provedli vědci Cassini svůj předposlední let malého měsíce s konkrétním cílem najít tento vodík. Ve zprávě z 14. dubna věda J. Hunter Waite (Southwest Research Institute, San Antonio) a její kolegové potvrzují, že uspěli.

Teplo v Enceladově oceánu existuje kvůli Saturnovi. Obří planeta úměsně utáhne Měsíc stejným způsobem, jakým Měsíc vytváří přílivy na Zemi, nebo Jupiter vytváří na svém satelitním Io vulkanismus. Tento přílivový tah zahřeje a praskne skalní jádro měsíce. Do těchto trhlin proudí mořská voda, zahřívá se a vrací se ven. Odvozená teplota je dostatečně vysoká, aby tento proces mohl vytvořit rozsáhlý konvekční pohyb (například „hrnec vroucí ovesné vločky“), Sekine, Hsiang-Wen Hsu (University of Colorado, Boulder) a další spekulující se ve své analýze oxidu křemičitého.

Tento nový výsledek má zásadní dopad na astrobiologii. Produkce molekulárního vodíku vytváří chemickou nerovnováhu v okolní mořské vodě, protože vodík „chce“ reagovat s jinými věcmi. Některé z nejstarších forem života na Zemi tuto nerovnováhu využívají tím, že jí vodík a metabolizují ho, žijí mimo chemickou energii a vytvářejí metan. (Cassini dříve detekoval metan, ale nebuď příliš nadšený: Vysoké hladiny vodíku by podporovaly jeho tvorbu v reakci s oxidem uhličitým v oceánu, není třeba mikrobů.) Nový výsledek pomůže astrobiologům pochopit energii dostupnou pro potenciální organismy uvnitř měsíce.

"Myslím, že se jedná o jedinečný nový pohled na tuto práci, " říká Hsu, který se studie nezúčastnil. "Určitě to otevírá nová okna, aby si lidé mohli myslet a spekulovat o chemii v podpovrchovém oceánu."

Mezi těmi, kdo spekulují, astrobiologka Mary Voytek (NASA) říká, že hojný vodík a oxid uhličitý, které vidíme, ve skutečnosti znepříjemňuje život v její mysli. „Pokud existuje život, není příliš aktivní, “ řekla na 13. tiskové konferenci. Myslete na vodík jako na pizzu. "Když máte hromady pizzy, podobně jako na postgraduálním školním oddělení, zmizí. Takže máme tu hromadu jídla, které se nepoužívá."

Spolu s výsledkem Cassiniho Encelada také astronomové zveřejnili zprávu o druhém ledovém měsíci: Jupiterově Evropě. V roce 2014 zjistil Hubbleův vesmírný dalekohled náznak aktivity gejzíru z tohoto měsíce. Ve zprávě z 20. dubna Astrophysical Journal Letters, William Sparks (Space Telescope Science Institute) a její kolegové tvrdí, že v roce 2016 viděli možný oblak, na stejném místě jako v roce 2014 - a kde orbiter Galileo viděl „tepelná anomálie“ v roce 1999.

Detekce je na hranici toho, co může Hubble udělat, takže to není jednoznačné, varuje Sparks. Ale stejně jako Enceladus, i Evropa je díky své mateřské planetě úšklebkem. Možná to vytváří nějaký druh pseudo-tektonických tektonik, což vysvětluje mladý vyhlížející povrch měsíce.

Reference:

J. Hunter Waite a kol. „Cassini nachází molekulární vodík v oblaku Enceladus: Důkazy pro hydrotermální procesy.“ Věda . 14. dubna 2017.

Yasuhito Sekine a kol. "Vysokoteplotní interakce voda-hornina a hydrotermální prostředí v jádru Enceladus typu Chondrite." Nature Communications . 27. října 2015.

Hsiang-Wen Hsu a kol. „Probíhající hydrotermální činnosti v Enceladu.“ Příroda . 12. března 2015.

WB Sparks a kol. "Aktivní Cryovolcanismus v Evropě?" Astrofyzikální dopisy v časopisech . 20. dubna 2017.


Podívejte se na infographic společnosti JPL o Enceladu nebo o snu o návštěvě Měsíce a dalších vesmírných destinací pomocí plakátů Vision of the Future od NASA.