Carolyn Porco, hoofd van het Cassini-onderzoeksteam voor beeldvorming, vertelde in 2011 op Harvard dat de grootste ontdekking van allemaal werd gedaan aan de zuidpool van de kleine ijzige maan van Saturnus, Enceladus. In het poolgebied van de satelliet werden verhoogde temperaturen gedetecteerd, evenals een enorme pluim van ijsdeeltjes die tienduizenden kilometers de ruimte in schoten.
Analyse van de ijsvoetafdruk, die waterdamp en sporen van organische materialen zoals methaan, kooldioxide en propaan omvat, suggereert dat het wordt gevoed door geisers die uitbarsten uit een wereldwijde oceaan begraven onder het ijzige oppervlak van de maan.
Deze bevindingen wijzen volgens Porco op de mogelijkheid van het bestaan van een 'omgeving waarin leven kan leven. Als we ontdekken dat een tweede genese plaatsvindt in ons zonnestelsel, onafhankelijk van de aarde, zal het alle canons schenden. De existentiestelling is bewezen, en we konden vol vertrouwen concluderen dat het leven geen vergissing is, maar een kenmerk van het universum waarin we leven, en dat dit een zeer alledaagse gebeurtenis is die een duizelingwekkend aantal keren heeft plaatsgevonden. '
Meer recent noemde Edwin Keith, assistent-professor in de geofysische wetenschappen aan de Universiteit van Chicago, Enceladus "een kans voor het beste astrobiologische experiment in het zonnestelsel". Hij voegde eraan toe dat Enceladus een vooraanstaande kandidaat is voor buitenaards leven. Cassini's gegevens suggereren sterk dat de cryovulkanische pluimen van Enceladus mogelijk zijn voortgekomen uit een oceanische omgeving die vriendelijk is voor biomoleculen.
Het behoud van enorme explosieve scheuren op het oppervlak van de zesde grootste maan van Saturnus, ondanks het verrassend koude oppervlak van de maan, bleef 11 jaar een mysterie. Meer recentelijk hebben wetenschappers van Princeton University en de University of Chicago echter aangetoond dat scheuren kunnen worden geactiveerd door opspattend water in een uitgestrekte oceaan, wat suggereert dat de maan onder een dikke ijskorst staat. Dergelijke bevindingen leggen een krachtige basis voor toekomstige missies van satellieten naar Enceladus, die voornamelijk naar leven zal zoeken.
De zogenaamde "tijgerstrepen", deze scheuren in Enceladus, stoten regelmatig hoge stralen stoom en bevroren deeltjes uit, aangewakkerd door de getijdenkrachten die door Saturnus worden opgewekt, schrijven wetenschappers in de Proceedings of the National Academy of Sciences. De vier tijgerstrepen bevinden zich nabij de zuidpool van Enceladus, gemiddeld 130 kilometer lang en 35 kilometer uit elkaar. Ze werden voor het eerst waargenomen door NASA's onbemande ruimtesonde Cassini in 2005, die sinds 2004 in een baan om Saturnus en zijn manen draait. Cassini's gegevens geven aan dat de uitstoot van de maan mogelijk afkomstig is uit een biologisch vriendelijke oceaan.
Sinds de observatie van Cassini-scheuren en -uitwerpingen hebben wetenschappers geprobeerd hun oorzaak, omvang en hardnekkigheid te verklaren, legt Edwin Keith uit.
Promotie video:
"Op aarde duren uitbarstingen meestal niet zo lang", zegt Kite. - Als je een uitbarsting ziet die te lang is, is dit te wijten aan verschillende uitbarstingen met grote tussenruimtes. Het is moeilijk uit te leggen waarom het breuksysteem niet verstopt is met zijn eigen ijs. En het is moeilijk uit te leggen waarom het vrijkomen van energie uit grondwater niet alles bevriest. '
Kite en zijn co-auteur Alan Rubin, professor aan Princeton Geosciences, hebben een model ontwikkeld dat aanneemt dat water in groeven afwisselend stijgt en valt in groeven die buigen onder getijdenstress in de ijzige schelp van Enceladus. De warmte die door deze regelmatige beweging wordt gegenereerd, is voldoende om te voorkomen dat het water bevriest, zelfs als de maan 30 kilometer dik onder ijs zit.
Het Kaite- en Rubin-model biedt een ogenschijnlijk eenvoudige verklaring voor waarnemingen die dergelijke eenvoudige verklaringen in het verleden hebben aangevochten. Eerdere suggesties, zoals dat tijgerstrepen slap zijn in ijs dat is gesmolten door wrijvingsverhitting, kunnen niet verklaren dat het uitgebroken materiaal afkomstig is uit de ondergrondse oceaan van Enceladus. Kite wendde zich tot Rubin omdat Rubin een geschiedenis had van het transporteren van gesmolten gesteente door scheuren op aarde. Maar toen Kite suggereerde dat viskeuze beweging zou kunnen voorkomen dat het water in de groeven bevriest, was Rubin aanvankelijk sceptisch over het idee.
"Omdat de viscositeit van water zo laag is, betwijfelde ik of het genoeg warmte zou produceren", zegt Rubin, "maar de berekeningen van Kaite toonden aan dat het niet alleen genoeg warmte zou produceren, maar dat dit ook zou gebeuren in de tijd tussen de piek van de getijdenstress en de piekactiviteit. uitbarstingen. Naar mijn mening is dit het eerste model dat natuurlijk waarnemingen verklaart."
Hetzelfde model kan worden toegepast op andere ijzige werelden zoals Jupiters maan Europa, die ook een ondergrondse oceaan heeft en vaak een planetair lichaam wordt genoemd dat leven kan hebben. “Enceladus kan aan deze lijst worden toegevoegd. Directe paden naar de ondergrondse oceanen op dergelijke satellieten kunnen mogelijke vensters zijn naar een omgeving die leven bevat."
Ervan uitgaande dat de tijgerstrepen inderdaad worden geassocieerd met de oceaan van Enceladus, kunnen toekomstige satellietmissies worden uitgerust met sensoren en apparatuur om mogelijk bewijs van leven op de maan te zoeken, zegt Rubin. De laatste Cassini-flyby rond Enceladus vond plaats op 19 december.
De tijgerstrepen van Enceladus spuwen regelmatig hoge stoomstralen en bevroren deeltjes
Carolyn Porco zegt dat het werk van Kyte en Rubin een aantal vragen over de scheuren in de satelliet kan verklaren.
Uitbarstingspluimen bereiken bijvoorbeeld hun hoogtepunt ongeveer vijf uur later dan verwacht, zelfs als we rekening houden met de 40 minuten die nodig zijn voor uitgeworpen deeltjes om de hoogte te bereiken waarop Cassini ze detecteert. Wetenschappers hebben eerder mogelijke verklaringen voor deze vertraging voorgesteld, waaronder een langzaam reagerende ijslaag.
Kaite en Rubin ontdekten dat er een optimale breedte van de groeven van de tijgerstrepen is, wat de timing van de uitbarstingen verklaart. De breedte van de groeven is van invloed op hoe snel ze reageren op getijdenkrachten. In het geval van de brede sleuf reageren de uitbarstingen snel op getijdekrachten, zegt Kite. Met smallere slots vinden er uitbarstingen plaats acht uur nadat de getijdekrachten hun hoogtepunt hebben bereikt. "Er zit een schot in de roos", zegt hij, waarbij getijdenkrachten de beweging van water in warmte veranderen en genoeg energie opwekken om uitbarstingen te produceren die voldoen aan de waargenomen vertraging van vijf uur. Porco beschouwt dit als het beste punt in de studie.
Kaite is van plan om analogen van Enceladus-geisers op aarde te bestuderen, waarvan de dichtstbijzijnde voorbeelden te vinden zijn op Antarctica.
