Pavisam nesen mēs atvadījāmies no kosmosa kuģa Cassini, kurš pēc 13 gadus ilgas uzticīgas kalpošanas Saturna un tā pavadoņu orbītā nonāca tieši milzu planētas atmosfēras bezdibenī. Šī lielā fināla iemesls bija brīdinājums par iespēju, ka Cassini ietrieksies vienā no Saturna pavadoņiem - it īpaši Enceladā.
Enceladus ir unikāls ar savu geizeru aizkaru un iekšējo okeānu. Šodien šis mazais ledainais mēness tiek uzskatīts par potenciālu dzīvotni, tāpēc mēs nevarējām ļaut to piesārņot ar kosmosa kuģi Cassini. Jauns pētījums, kas publicēts Nature Astronomy, liecina, ka šis okeāns zem Enceladus virsmas pastāv jau ļoti ilgu laiku - pietiekami ilgi, lai radītu apstākļus dzīves attīstībai.
Enceladus geizeri ir sāļa ūdens un ledus maisījumu izdalīšanās ar oglekļa dioksīda, amonjaka, metāna un citu ogļūdeņražu pēdām, kas izplūst no plaisām Enceladus dienvidu polārajā reģionā. Tieši šo geizeru dēļ zinātnieki nolēma, ka Enceladam jābūt zemūdens okeānam un ka šis okeāns ir aktīvs (konvektīvs). Turpmākie novērojumi parādīja, ka emisijās ir ūdeņradis, kas ļāva izdarīt papildu secinājumus par hidrotermālo aktivitāti - ķīmiskām reakcijām, ko izraisa ūdens un iežu mijiedarbība. Bet zinātnieki nav spējuši izskaidrot, kāds siltuma avots varētu izraisīt šo darbību.
Ar papildu novērojumiem trūkstošā siltuma avota noslēpums tikai pastiprinājās. Geizeri ir saistīti ar tā sauktajām "tīģera svītrām" - četru paralēlu bojājumu kopumu uz virsmas, 100 kilometru garumā un 500 metru dziļumā. Šīs joslas ir karstākas par pārējo ledus garozu, tāpēc tām vajadzēja būt ledus plaisām. Tīģera svītru zonā gandrīz nav trieciena krāteru, tāpēc tiem jābūt ļoti jauniem, apmēram miljonu gadu garumā. Jebkuram modelim, kas varētu izskaidrot siltuma avotu, būtu jāņem vērā arī tā fokusētā daba - pasaules okeāns, bet kāpēc darbojas tikai dienvidu polārais reģions?
Jau vairākus gadus pēc kārtas zinātnieki ir devuši priekšroku skaidrojumam "plūdmaiņu sasilšana" - planētu izmēru ķermeņu mijiedarbības rezultāts. Piemēram, plūdmaiņu mijiedarbība ar mūsu pašu mēnesi ir atbildīga par ūdens bēgumu un plūsmu uz Zemes. Enceladus ir orbitālā rezonanse ar mēnesi Dione, kas ietekmē Encelada orbītas ap Saturnu formu. Bet šī ietekme nav pietiekama, lai izskaidrotu nepieciešamo jaudu, lai saglabātu geizerus aktīvus - apmēram 5 GW. Pietiktu Sanktpēterburgas lieluma pilsētai.
Porains kodols
Reklāmas video:
Zinātnieki tuvojās mīklu risināšanai, apskatot Encelada iekšējo struktūru. Šim mēnesim ir pietiekami mazs blīvums, ka to galvenokārt veido ledus ar nelielu cietu kodolu. Tas tika apsvērts daudzus gadus, jo Voyager 2 uzņēma pirmos Enceladus attēlus un noteica tā rādiusu un pēc tam tā apjomu. Encelada gravitācijas spēks, iedarbojoties uz Kasīni, ļāva novērtēt Mēness masu un iegūt ķermeņa blīvuma vērtību. Kassini mērījumi arī parādīja, ka serdenim ir mazs blīvums, kas ļauj secināt, ka serde ir poraina, ar porām piepildīta ar ledu.
Jaunā aprēķinu sērija kodola poras aizpilda ar ūdeni, nevis ar ledu, jo plūdmaiņu spēki, kas saistīti ar poru ūdeni, ir vairāk nekā pietiekami, lai izskaidrotu, kā rodas Encelada siltums. Modelis ir izcils ar to, ka tas izskaidro ne tikai kodola porainību, bet arī tā caurlaidību (cik viegli šķidrums caur to iziet) un izturību (vai tas ieplaisās, kad šķidrums iet cauri?).
Visu šo parametru apvienošana vienā vienādojumā ļauj to atrisināt, izveidojot elegantu siltuma plūsmas modeli Enceladus iekšpusē.
Autori izveido trīsdimensiju attēlu, kur un kad plūdmaiņu kustību siltums porainās telpās tiek pārnests uz zemūdens okeānu. Siltuma sadalījums kodolā nav vienmērīgs, bet gan savienotu šauru augšdaļu procesā, galvenokārt pie dienvidpola. Tā kā siltuma avoti (kuru temperatūra sasniedz 85 grādus pēc Celsija) ir tik koncentrēti, to tuvumā ir jāpalielina hidrotermālā aktivitāte, izskaidrojot izvirdumos esošo ūdeņradi.
Visbeidzot, pārsteidzošais novērojums, ko var veikt, analizējot šo modeli, ir tāds, ka iekšējā plūdmaiņas radītā siltuma daudzums ir pietiekams, lai miljardiem gadu uzturētu Enceladus pazemes okeānu. Rodas vēl viens jautājums: ko tas viss nozīmē dzīvei Enceladā? Siltais pasaules okeāns, kas pastāv jau vairākus miljardus gadu, būtu brīnišķīgs dzīves šūpulis - uz Zemes bija nepieciešami tikai 640 miljoni gadu, lai tas pārietu no mikrobu formas uz zīdītājiem. Diemžēl pats Enceladus var būt diezgan jauns - iespējams, tas ir izveidojies tikai pirms 100 miljoniem gadu. Vai tas ir pietiekami daudz laika dzīvošanai?
Var būt. Visticamāk, uz Zemes dzīvība tika izveidota vairāku simtu miljonu gadu laikā daudz smagākos smagas bombardēšanas apstākļos. Bet tad vajadzēja vēl 3500 miljonus gadu, lai paplašinātu savas ietekmes zonas. Varbūt tā būs Encelada nākotne. Varbūt šis satelīts kļūs nevis par pērtiķu, bet par nāru planētu?
Iļja Khels