Zamrożony księżyc Saturna, Enceladus, kryje słony ciekły ocean pod skorupą i rozpyla próbki, jakby śmiali podróżnicy kosmiczni spróbowali jego lodowcowej dobroci. 28 października dokładnie to zrobi orbiter Cassini NASA, czyniąc najgłębsze zanurzenie w płynnych pióropuszach tryskających w kosmos.
powiązana zawartość
- Wirująca Burza Nad Biegunem Północnym Saturna zmieniła kolory
- Czy Icy Pluto ma ukryty ocean? Nowe horyzonty oferują nowe wskazówki
- Oszałamiające nowe widoki Enceladusa, 6. największego księżyca Saturna
- Instrumenty te pomogą NASA dowiedzieć się, czy życie może się rozwijać w Europie
Zanurzenie się w pióropuszach pozwoli rzucić okiem na zawartość tego obcego oceanu, a także na wskazówki, czy na dnie lodowego księżyca znajdują się otwory hydrotermalne. Co najważniejsze, zbliżająca się w tym tygodniu przepustka będzie ostatnią wizytą Cassiniego w Enceladusie, więc astronomowie mają nadzieję uzyskać jak najwięcej świeżych danych na temat jej wodnego wnętrza.
„Minęły lata, odkąd mieliśmy bliski przelot Enceladusa, więc mieliśmy dużo czasu, aby przyjrzeć się danym”, mówi naukowiec Cassini, Mark Perry z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory w Maryland. „Mamy wiele otwartych pytań, a teraz nie ma już wielu muchówek, aby spróbować na nie odpowiedzieć”.
Kiedy misja Cassini rozpoczęła się w 1997 r., Naukowcy już wiedzieli, że w Enceladus jest coś dziwnego. Księżyc był jaśniejszy niż oczekiwano, gdy był widziany przez teleskop, a zdjęcia z misji Voyagera pokazały niezwykłą, pomarszczoną powierzchnię.
Następnie, w lipcu 2005 r., Obrazy Cassiniego ujawniły ogromną chmurę pary wodnej nad biegunem południowym księżyca, wytworzoną przez jasne pióropusze lodu wodnego strzelające z powierzchni. Dalsza analiza wykazała, że pióropusze pochodzą spod skorupy.
„[Enceladus] miał zostać zamrożony na stałe cztery miliardy lat temu!” Mówi Perry. „Nie ma mowy, żeby miał w sobie jakikolwiek płyn, a co dopiero wyciskanie go”.
Źródło gejzerów przez pewien czas pozostawało tajemnicą. Początkowo naukowcy sądzili, że gejzery czerpią z małego, lokalnego stawu podpowierzchniowego. Dopiero niedawno dane grawitacyjne z Cassini pomogły astronomom ustalić, że ciekły ocean leży pod powierzchnią całego księżyca.
Wodniste gejzery strzelają z bieguna południowego Enceladusa na tym obrazie Cassini z 2010 roku. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute) Poprzednie przejścia Cassini przez pióropusze pokazały, że zawierają one sól i materiał organiczny, co sugeruje, że ocean ten zawiera możliwe budulce do życia. Ku podekscytowaniu astrobiologów niedawna analiza pyłu wokół Saturna ujawniła, że strumień cząstek pochodzących z pióropuszy Enceladusa zawiera maleńkie ziarna bogate w krzemionkę, które prawdopodobnie uformowały się wokół otworów hydrotermalnych.
Na Ziemi otwory hydrotermalne w głębokim oceanie mogą wspierać całe społeczności życia, a nawet mogą być jednym z miejsc, w których żywe organizmy ewoluowały na naszej planecie. Potwierdzenie aktywności hydrotermalnej na Enceladusie stanowiłoby silny znak, że mały księżyc ma obecnie odpowiednie warunki do życia.
Perry współpracuje z jonowym i neutralnym spektrometrem mas (INMS), jednym z dwóch instrumentów, które będą przeprowadzać kluczowe pomiary, gdy Cassini przechodzi przez pióropusze w tym tygodniu. INMS wyszuka oznaki wodoru pochodzące głęboko z powierzchni Enceladusa.
Wcześniej przepływa przez pióropusze znaleziony wodór, ale naukowcy nie byli jeszcze w stanie ustalić, czy istnieje on sam, czy wykrycia wynikają z rozpadu cząsteczek wody. W tym przelocie INMS będzie w specjalnej otwartej konfiguracji, która w końcu ujawni, czy którykolwiek wodór pochodzi z interakcji między skałą a warstwą oceanu przy aktywnych otworach wentylacyjnych.
„Będzie to bardzo przyjemny, prosty, bezpośredni test tego pomysłu, że natywny wodór może wypuszczać wodór z Enceladus”, mówi Bill McKinnon z Washington University w St. Louis, inny członek zespołu INMS Cassini.
Ilustracja oparta na danych Cassini pokazuje, jak mogłaby wyglądać aktywność hydrotermalna na Enceladusie. (NASA / JPL-Caltech) Ponadto Cassini Cosmic Dust Analyzer będzie szukał cząstek organicznych podczas zbliżającego się nurkowania. Poprzednie próbki pióropuszy zidentyfikowały lotne gazy i substancje organiczne, ale z większej odległości. Nurkowanie w tym tygodniu minie w promieniu 30 mil od południowego regionu polarnego, co, miejmy nadzieję, pozwoli statkowi kosmicznemu zidentyfikować niektóre większe cząstki, które szybko spadną w kierunku powierzchni.
„Naprawdę najważniejszym wydarzeniem będzie głębokie próbkowanie gazu i lodowych cząstek” - mówi Linda Spilker z naukowca projektu Cassini z Jet Propulsion Laboratory.
Gdy leci w kierunku planety, statek kosmiczny będzie także wyobrażał sobie źródło piór, struktur zwanych paskami tygrysa, które przecinają południowy biegun Enceladusa. Naukowcy wciąż nie są pewni, czy ciecz tryska z powierzchni w pojedynczych dżetach, czy jako szerokie zasłony z materiału, czy jako mieszanina tych dwóch. Po przejściu przez pióropusze statek kosmiczny zawróci i złapie je oświetlone światłem słonecznym, potencjalnie pomagając rozwiązać tę tajemnicę.
Cassini nie będzie już musiał długo studiować Enceladusa, ponieważ w grudniu odbędzie swoją ostatnią podróż przez świat. Sam statek kosmiczny jest w doskonałej formie, ale prawie brakuje mu paliwa. Zamiast stracić kontrolę i doprowadzić statek do zderzenia z intrygującymi księżycami, takimi jak Enceladus lub mglisty Tytan, Cassini wykona śmiałek, zanurzając się między najgłębszymi pierścieniami Saturna w 2017 roku, badając górną atmosferę planety, zanim zniknie w głąb - czyn, który Spilker nazywa „wyjściem w głąb lądu” blask chwały ”.
„Nauczyliśmy się tak wiele dzięki misji Cassini, że w pewnym sensie przepisaliśmy wszystkie książki o lodowych księżycach” - powiedział Spilker.
Zakończenie misji oznacza, że może minąć od lat do dziesięcioleci, zanim przyjrzymy się bliżej lodowatemu księżycowi. NASA i Europejska Agencja Kosmiczna współpracują nad nadchodzącą misją JUICE, by zbadać Jowisza i trzy jego księżyce, ale nie ma się rozpocząć do 2022 r. I misja NASA poświęcona księżycowi Jowisza Europa, inny lodowy świat z powierzchnią oceanu i możliwe pióropusze, jest w przygotowaniu, ale także nie wystartuje do 2020 roku.
Jednak Perry zauważa, że wszystko, czego nauczyłem się w Enceladusie, powinno być dalej rozwijane w Europie, skoro mamy lepszy pomysł na to, czego szukać. I wielu naukowców wyraża nadzieję na przyszłą misję ponownego odwiedzenia Enceladus, tym razem za pomocą instrumentów zaprojektowanych specjalnie dla tego pióropuszu. Taka misja może wykonać wiele lotów, okrążyć księżyc, a nawet wylądować na nim, bazując na bogactwie danych zwróconych z lotów Cassiniego.
„To był wspaniały sukces” - mówi Francis Nimmo z University of California, Santa Cruz. „Kto by pomyślał, że Enceladus będzie tak interesujący, jak się okazało”.
