Baru-baru ini, kami mengucapkan selamat tinggal pada pesawat ruang angkasa Cassini, yang, setelah 13 tahun setia melayani orbit Saturnus dan satelitnya, turun langsung ke kedalaman atmosfer planet raksasa itu. Alasan grand final ini adalah peringatan kemungkinan bahwa Cassini akan menabrak salah satu bulan Saturnus - khususnya, Enceladus.
Enceladus unik karena tirai geyser dan laut pedalamannya. Saat ini, bulan es kecil ini dianggap sebagai habitat potensial bagi kehidupan, jadi kami tidak bisa membiarkannya terkontaminasi oleh pesawat ruang angkasa Cassini. Penelitian baru, yang diterbitkan di Nature Astronomy, menunjukkan bahwa lautan ini telah ada di bawah permukaan Enceladus untuk waktu yang sangat lama - cukup lama untuk menciptakan kondisi bagi perkembangan kehidupan.
Enceladus Geyser adalah emisi campuran es air asin dengan jejak karbon dioksida, amonia, metana dan hidrokarbon lain yang meletus dari retakan di wilayah kutub selatan Enceladus. Karena geyser inilah para ilmuwan memutuskan bahwa Enceladus pasti memiliki samudra bawah permukaan dan samudra ini aktif (konvektif). Pengamatan selanjutnya menunjukkan bahwa hidrogen hadir dalam emisi, yang mengarah pada kesimpulan tambahan tentang aktivitas hidrotermal - reaksi kimia akibat interaksi air dan batuan. Namun para ilmuwan belum bisa menjelaskan jenis sumber panas apa yang bisa menyebabkan aktivitas ini.
Dengan pengamatan tambahan, misteri sumber panas yang hilang semakin meningkat. Geyser dikaitkan dengan apa yang disebut "garis-garis harimau" - satu set empat patahan paralel di permukaan, panjang 100 kilometer dan kedalaman 500 meter. Pita-pita ini lebih panas daripada kerak es lainnya, jadi diasumsikan bahwa itu adalah retakan di es. Hampir tidak ada kawah tubrukan di area garis belang harimau, jadi mereka pasti masih sangat muda, sekitar satu juta tahun. Model apa pun yang dapat menjelaskan sumber panas juga harus memperhitungkan sifat fokusnya - lautan dunia, tetapi mengapa hanya wilayah kutub selatan yang aktif?
Selama beberapa tahun berturut-turut, para ilmuwan lebih menyukai penjelasan "pemanasan pasang surut" - hasil interaksi benda-benda dengan ukuran planet. Misalnya, interaksi pasang surut dengan bulan kita sendiri bertanggung jawab atas pasang surutnya air di Bumi. Enceladus berada dalam resonansi orbit dengan bulan Dione, yang memengaruhi bentuk orbit Enceladus di sekitar Saturnus. Tetapi pengaruh ini tidak cukup untuk menjelaskan daya yang dibutuhkan untuk menjaga agar geyser tetap aktif - sekitar 5 GW. Itu akan cukup untuk sebuah kota sebesar St. Petersburg.
Inti berpori
Video promosi:
Para ilmuwan hampir memecahkan teka-teki itu ketika mereka melihat struktur internal Enceladus. Bulan ini memiliki kepadatan yang cukup rendah sehingga sebagian besar terdiri dari es dengan inti padat kecil. Ini dipertimbangkan selama bertahun-tahun, sejak Voyager 2 mengambil gambar pertama Enceladus dan menentukan radiusnya, lalu volumenya. Tarikan gravitasi Enceladus pada Cassini memungkinkan untuk memperkirakan massa bulan dan mendapatkan nilai kepadatan tubuhnya. Pengukuran Cassini juga menunjukkan bahwa inti tersebut memiliki kepadatan yang rendah, yang menunjukkan bahwa inti tersebut berpori, dengan pori-pori berisi es.
Rangkaian perhitungan baru mengisi pori-pori inti dengan air daripada es, karena gaya pasang surut yang terkait dengan air di pori-pori lebih dari cukup untuk menjelaskan bagaimana panas Enceladus dihasilkan. Model ini sangat baik karena tidak hanya menjelaskan porositas inti, tetapi juga permeabilitasnya (seberapa mudah cairan melewatinya) dan kekuatannya (akankah retak saat cairan lewat?).
Menggabungkan semua parameter ini dalam satu persamaan memungkinkannya untuk diselesaikan dengan pembuatan model aliran panas yang elegan di dalam Enceladus.
Penulis karya membuat gambar tiga dimensi di mana dan kapan panas gerakan pasang surut dalam ruang berpori dipindahkan ke laut bawah permukaan. Distribusi panas di inti tidak seragam, melainkan dalam proses upwelling sempit yang terhubung, terutama di Kutub Selatan. Dan karena sumber panas (yang mencapai 85 derajat Celcius) sangat terkonsentrasi, harus ada peningkatan aktivitas hidrotermal di dekatnya, menjelaskan hidrogen dalam letusan.
Akhirnya, pengamatan mencolok yang dapat dilakukan dalam menganalisis model ini adalah bahwa jumlah panas yang dihasilkan oleh pasang internal cukup untuk menopang lautan bawah tanah Enceladus selama miliaran tahun. Pertanyaan lain muncul: apa arti semua ini bagi kehidupan di Enceladus? Lautan dunia yang hangat, yang telah ada selama beberapa miliar tahun, akan menjadi tempat lahir yang indah bagi kehidupan - di Bumi hanya dibutuhkan 640 juta tahun untuk beralih dari bentuk mikroba ke mamalia. Sayangnya, Enceladus sendiri bisa jadi masih sangat muda - mungkin baru terbentuk 100 juta tahun yang lalu. Apakah ini cukup waktu untuk hidup?
Mungkin. Kemungkinan besar, kehidupan di Bumi terbentuk selama beberapa ratus juta tahun dalam kondisi pemboman yang jauh lebih parah. Tapi kemudian butuh 3500 juta tahun lagi untuk memperluas wilayah pengaruhnya. Mungkin ini akan menjadi masa depan Enceladus. Mungkinkah satelit ini akan menjadi planet para kera, tetapi planet putri duyung?
Ilya Khel
