Nieprawdopodobnie duży strumień parującej wody z Enceladusa, księżyca Saturna, rozciągający się na więcej niż dziewięć tysięcy sześćset kilometrów ponad powierzchnią satelity został wykryty przez naukowców korzystających z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba NASA. To nie tylko pierwszy raz, kiedy tak duże emisje wody zostały zaobserwowane, ale również pierwszy raz, gdy naukowcy bezpośrednio dostrzegli, jak to zjawisko zasila w wodę system pierścieni Saturna.
Enceladus to lodowy glob o wielkości zaledwie czterech procent Ziemi i średnicy jedynie pięciuset kilometrów, dla porównania – średnica naszego ziemskiego Księżyca to prawie trzy i pół tysiąca kilometrów. Jest on jednym z najbardziej fascynujących celów badawczych w naszym układzie słonecznym w kontekście poszukiwania śladów życia poza Ziemią. Między lodową skorupą Enceladusa, a jego skalistym jądrem znajduje się globalny zbiornik słonej wody. Przez szczeliny widoczne na jego powierzchni – nieformalnie nazywane “tygrysimi pasami” – gejzerowate wulkany wyrzucają strugi lodu i pary wodnej oraz śladowe ilości innych związków chemicznych.
Wcześniej co prawda obserwowano już wodę wyrzucaną przez gejzery na odległość setek kilometrów od powierzchni księżyca, ale dopiero niezrównana rozdzielczość Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba przyczyniła się do przełomu w obserwacjach Enceladusa. Sam główny autor badań – Geronimo Villanueva z NASA’s Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland – stwierdził, że kiedy patrzył na dane, początkowo myślał, że musi to być jakiś błąd pomiarowy. W żadnym wypadku naukowcy nie spodziewali się, że wykryją strumień dwadzieścia razy większy niż sam księżyc. Tutaj jeszcze raz posłużę się porównaniem, aby lepiej zobrazować wielkość tego zjawiska. Średnica Ziemi wynosi około dwanaście tysięcy siedemset czterdzieści dwa kilometry. Gdyby z wystrzelił z niej strumień dwadzieścia razy większy niż średnica, to taka fontanna osiągnęłaby wysokość około dwustu pięćdziesięciu pięciu tysięcy kilometrów i sięgnęłaby dwóch trzecich odległości między Ziemią, a Księżycem.
Źródło: NASA
Wysokość na jaką została wyrzucona woda z fontanny na Enceladusie nie była jednak jedyną cechą, która zaintrygowała badaczy. Równie imponujące jest tempo, z jaką się wydobywa. Oszacowano, że jest to około trzysta litrów na sekundę. Jak porównują badacze, przy takim tempie można by napełnić basen olimpijski w zaledwie kilka godzin, a zazwyczaj w normalnych warunkach zajmuje to co najmniej kilka dni.
Do tej pory, najwięcej danych z badań tego lodowego globu dostarczyła sonda Cassini. Spędziła ponad dekadę, badając system saturnowy, nie tylko po raz pierwszy fotografując gejzery Enceladusa, ale również bezpośrednio przez nie przelatując i badając ich skład. Chociaż obecność Sondy Cassini w pobliżu Saturna, jego pierścieni i księżyców pozwoliła nam na pozyskanie bezcennych informacji o tym odległym, dość specyficznym środowisku. Jednak unikalne położenie Webba w punkcie libracyjnym L2, oddalonym o półtora miliona kilometrów od Ziemi w pakiecie z niezwykłą czułością instrumentu NIRSpec – Near-Infrared Spectrograph – dostarczają naukowcom całkowicie nowych danych.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Orbita Enceladusa wokół Saturna jest stosunkowo szybka, jeden obieg trwa zaledwie trzydzieści trzy godziny. Kiedy księżyc tak pędzi wokół swojej gazowej planety jego gejzery wyrzucają ogromne ilości wody, która formuje się w specyficzny pierścień – coś w rodzaju torusa. Naukowcy stwierdzili, że w obserwacjach z Webba widać, że woda jest tam dosłownie wszędzie. Jest jej tak dużo, że łączy się z najszerszym, zewnętrznym pierścieniem Saturna zwanym “E-ringiem”.
Badaczom udało się tym samym udowodnić, że Enceladus – a konkretnie jego gejzery – zasilają system pierścieni w wodę. Oszacowali, że jedynie trzydzieści procent wody zostaje w okolicach satelity, a pozostałe siedemdziesiąt ucieka i łączy się z E-ringiem.
Pomimo, że to niewielki glob jego wpływ na otoczenie – przede wszystkim na Saturna i jego pierścienie – jest zdecydowanie większy, niż moglibyśmy przypuszczać. Ogromne ilości wody wyrzucone w przestrzeń kosmiczną na wysokość sięgającą nawet dziesięciu tysięcy kilometrów, to coś niespotykanego w skali całego Układu Słonecznego. Takie obserwacje pokazują nam, jak różnorodne i fascynujące mogą być ciała niebieskie, nawet te, które znajdują się tak daleko od naszej planety i z pozoru wyglądają dość niepozornie.
W miarę jak badania Enceladusa będą kontynuowane – niezależnie od tego, czy uda się kiedyś potwierdzić ślady związków organicznych, czy też nie – z pewnością dostarczą nam cennych informacji o naturze naszego systemu planetarnego i o tym, jak rozmaite formy może przyjąć woda i inne substancje w zróżnicowanym środowisku. Może to także przyczynić się do zrozumienia, jakie warunki są niezbędne dla powstania i utrzymania się życia, co z kolei może pomóc nam lepiej zrozumieć naszą własną planetę i nasze własne miejsce we wszechświecie.
Źródło: NASA, ESA, CSA, STScI, and G. Villanueva (NASA’s Goddard Space Flight Center). Image Processing: A. Pagan (STScI)
Przyszłość badań Enceladusa
Sonda Cassini została wystrzelona jeszcze w roku tysiąc dziewięćset dziewięćdziesiątym siódmy. Dwadzieścia lat później jej misja dobiegła końca i przeszła ona na zasłużoną emeryturę. Na chwilę obecną oraz w nadchodzących latach to właśnie Webb będzie służył jako główne narzędzie obserwacyjne układu Saturna, w tym też przede wszystkim Enceladusa. Ze względu na dużą ilość wody jest on jednym z miejsc, w których mielibyśmy największe szanse na odkrycie potencjalnych form życia. Naukowcy już od lat zastanawiają się czy w ogromnym oceanie wody, skrywającym się pod lodową pokrywą, istnieją warunki dające szanse na możliwe zaistnienie życia.. Nie mówimy tu oczywiście o organizmach tak złożonych jak ryby, a raczej o jakichś formach mikroorganizmów, albo chociaż śladach ich egzystencji w przeszłości. Oczywiście najlepiej byłoby wysłać tam misję odkrywczą, wykonać odwiert, pobrać próbkę i przeanalizować. Brzmi prosto, ale trzeba pamiętać, że Saturn i Enceladus są naprawdę bardzo daleko stąd. A i Bruce Willis już raczej nie poleci, żeby wywiercić dziurkę.
Planety są w ciągłym ruchu, sprawia to, że odległość pomiędzy dwoma światami jest zmienna. I te różnice potrafią być naprawdę ogromne. Dla przykładu – odległość między Ziemią a Marsem średnio wynosi około dwieście dwadzieścia pięć milionów kilometrów. Gdy planety znajdują się opozycji, czyli są w swoich najbliższych punktach odległość ta zmniejsza się do około pięćdziesięciu pięciu milionów kilometrów. Natomiast gdy są one po przeciwnych stronach Słońca wzrasta do około czterystu milionów. Te zmiany odległości mają niezwykle istotny wpływ na czas potrzebny na dotarcie sondy czy misji lądownika na jakąkolwiek planetę czy księżyc. Saturn jest znacznie dalej od Ziemi niż Mars, średnia odległość między nimi wynosi około półtora miliarda kilometrów. Sonda Cassini potrzebowała aż siedem lat aby tam dotrzeć.
Najnowsze filmy
A na koniec jeszcze parę słów o samym Enceladusie. Odkryty w tysiąc siedemset osiemdziesiątym dziewiątym roku przez Williama Herschela, przez setki lat pozostawał jedynie jednym z wielu księżyców Saturna i nie przyciągał zbytnio dużej uwagi badaczy. To jednak zmieniło się w dwudziestym pierwszym wieku za sprawą wspomnianej już wcześniej sondy Cassini, która uchwyciła pierwsze obrazy pióropuszy wody wydobywających się spod jego powierzchni. Te ekscytujące odkrycia zmieniły status Enceladusa w miejsce atrakcyjne dla poszukiwaniu śladów życia pozaziemskiego.
To co czyni z Enceladusa niezwykle interesujący świat, to jego ocean. Pomimo pozornej surowości powierzchni, pod lodową skorupą kryje się globalny zbiornik słonej wody. Powstał on prawdopodobnie w wyniku sił pływowych. Podczas przemierzania drogi po swojej orbicie Enceladus jest mniej lub bardziej rozciągany przez grawitację Saturna. W wyniku wywołanego przez ten sposób tarcia w wewnętrznych strukturach księżyca, generowane jest ciepło pozwalające na utrzymanie wody w stanie ciekłym.
Za tą teorią przemawia także to, że rozmiary tego lodowego świata są zbyt małe, aby reakcje rozpadu pierwiastków promieniotwórczych we wnętrzu dostarczyły odpowiedniej ilości energii dla obserwowanej aktywności. Choć jądro Enceladusa powinno ostygnąć dawno temu, występujące na powierzchni szczeliny, pęknięcia i inne deformacje świadczą o tym, że wciąż zachodzą złożone zjawiska tektoniczne. Dodatkowym źródłem wewnętrznego ciepła może być także oddziaływanie sił pływowych Dione – innego satelity Saturna – z którym Enceladus pozostaje w rezonansie orbitalnym jeden do dwóch.
Enceladus stanowi dla naukowców prawdziwą zagadkę. Glob ten jest bardzo specyficznym, wręcz unikalnym środowiskiem, który łączy skrajne warunki środowiskowe. Z jednej strony ekstremalne zimno, z drugiej ciepło generowane przez procesy geologiczne – teoretycznie środowisko, gdzie życie mogłoby powstać i się utrzymać. Na Ziemi mamy przecież ekstremofile. Chociaż jeszcze daleko nam do ostatecznego potwierdzenia czy na Enceladusie występuje jakiekolwiek życie, to jednak każde kolejne odkrycie czyni ten świat jeszcze bardziej fascynującym.
