Ze Saturnova měsíce Enceladus tryskají do vzdálenosti 3krát větší než je průměr měsíce obrovské gejzíry (okolo 1500 km). Nyní vědci začínají chápat, jak se na tomto měsíci tvoří ledové krystaly.
Důležité je pochopení procesu, při němž vzniká viditelný „chochol“ a odhalení cesty, po které se pohybují částice vodního ledu. Na základě těchto znalostí by astronomové mohli zjistit, jestli zdrojem gejzírů je podpovrchový kapalný rezervoár nebo jezero.
Saturnův Enceladus měsíc objevil William Herschel (1738 - 1822) v roce 1789. Měsíc byl pojmenován podle Enkelada - jednoho z Titánů. Enceladus je poměrně malý (513 × 503 × 497 km) s průměrnou teplotou 51 K (-222 °C) a neměřitelným atmosférickým tlakem. Má vázanou rotaci a kolem téměř nenakloněné osy (0,019° k oběžné dráze kolem Saturnu) se otočí jednou za 32 h 53 m. Má však nejvyšší albedo (99 %) - je tedy „bělejší“ než list papíru. Skládá se převážně z ledu (hustota pouhých 1600 kg/m3), přesto však vykazuje rozsáhlou geologickou aktivitu. V blízkosti měsíce objevila sonda Cassini také zvýšenou koncentraci prachových částic.
„Od objevu gejzírů sondou Cassini, všechny zajímá, kde se vodní pára a ledové krystaly berou. Je to z podzemní vodní nádrže nebo tam existují ještě nějaké jiné procesy? Nyní, po analýze dat z několika přístrojů můžeme říci, že s největší pravděpodobností je voda pod povrchem Enceladu,“ řekl Jürgen Schmidt (Universität Potsdam, Postupim, Německo), člen týmu sondy Cassini studující data z přístroje CDA (Cosmic Dust Analyzer), který analyzuje kosmický prach. Studie byla publikována 7. února 2008 v Nature.
Velké množství pozorovaných ledových částic, které gejzíry chrlí a stálá rychlost, kterou jsou tyto částice produkovány, vyžaduje teplotu blízkou bodu tání ledu. Možná to právě úzce souvisí s podpovrchovým jezerem. Voda se v něm vypařuje, vzniká vodní pára a z ní kondenzují ledové krystalky. Pak vodní pára s ledovými krystaly uniká trhlinami v ledové kůře směrem k povrchu.
Jezero na Enceladu by se mohlo podobat pozemskému jezeru Vostok (Lake Vostok), které se nachází pod ledovým příkrovem Antarktidy. Přítomnost kapalné vody uvnitř Enceladu by měla velký význam pro budoucí astrobiologické studie o možnosti existence života na vnějších tělesech Sluneční soustavy.
Vědci studují dynamiku „chocholů“ od roku 2005. Data získávají při dálkovém průzkumu měsíce Enceladus pomocí několika přístrojů na palubě sondy Cassini. Některé prováděly přímý výzkum částic, např. CDA (Cosmic Dust Analyzer). Astronomové došli k názoru, že vlastnosti materiálu, který tryská z gejzírů, nejlépe vysvětlí přítomnost podpovrchového jezera s teplotou asi 273 K (0 °C).
Při této teplotě může existovat směs kapalné vody, ledu a vodní páry. Pára uniká do okolního vzduchoprázdného prostoru trhlinami v ledové kůře Enceladu. Když dochází k rozpínání tohoto plynu, ochlazuje se a vznikají ledové krystaly, které tvoří viditelnou část „chocholů“. Pára v supersonických (nadzvukových) výtryscích dosahuje rychlosti asi 300 až 500 m/s. Ale většina zkondenzovaných ledových částic nedosáhne únikové rychlosti z Enceladu (240 m/s).
Malou rychlost vysvětlují částicemi o velikosti špendlíkové hlavičky. Ledové krystaly i vodní pára stoupají křivolakými trhlinami v ledu směrem k povrchu. Částice se při průchodu odrážejí od stěn a ztrácejí rychlost, zatímco vodní pára se pohybuje nerušeně. Vodní pára pomáhá zmrzlým částicím velikosti špendlíkové hlavičky stoupat vzhůru.
Po dosažení otvoru na povrchu, který vypadá jako tryska, rychleji proudící vodní pára tryská vysoko nad Enceladus, kde ji zachytává magnetosféra Saturnu. Většina částic, které ztratily energii během srážek při svém pronikání, nedosáhne únikové rychlosti a padají zpět na povrch Enceladu. Jen asi 10 % unikne a pomáhá tvořit Saturnův E-prstenec.
„Náš model poskytuje jednoduchý návod k pochopení tvoření krystalů, jakou mají rychlost, jak se chovají a jak cestují do okolního prostoru. Jestliže je teplota páry příliš nízká, pak hustota plynu je příliš malá na to, aby vytlačila částice ven. Pak bychom nemohli pozorovat tak velké množství částic,“ řekl Schmidt. „Proto jsme přesvědčeni, že v místě vypařování musí být teplota blízká bodu tání vody.“
Podle astronomů k vysvětlení tak velkého množství pozorovaných „chocholů“ nestačí jediný model, který vyžaduje pouze nízkou teplotu. Navrhují další doplňující model, při němž je uvnitř ledových krystalů uvězněn plyn. Krystaly vyvržené do okolního vzduchoprázdného prostoru se vlivem podtlaku „vyvaří“ – led se přímo změní v páru bez předchozího zkapalnění (sublimace). Ale to by znamenalo jen krátké výbuchy aktivity spíše než trvalou produkci částic. Nový model kondenzujících ledových krystalků z páry, která se vypařuje z kapalné vody, se shoduje s trvalou produkcí částic, vyvrhovaných z lokálního zdroje.
Tento výzkum poskytuje základní znalosti o tělesech Sluneční soustavy, především těch, které mohou mít společné rysy s naší domovskou planetou. Těch, které mají oceány kapalné vody – prostředí, ve kterém by se mohl vyvinout život.
Další nízký průlet sondy Cassini kolem měsíce Enceladus se uskuteční 12. března 2008. Sonda se přiblíží k povrchu na pouhých 50 km. Při průletu v blízkosti „chocholek“ výška vzroste asi na 200 km. Cassini provede přímý výzkum „chocholů“ a materiálu ve výtryscích.
Zdroj: jpn.nasa
Jak staré jsou Saturnovy vnitřní měsíce?
Autor: Julie Nováková (28.03.2016)
Na Iapetu padají ohromné laviny
Autor: Stanislav Mihulka (29.03.2012)
Vesmírný Pac Man na snímcích Saturnova měsíce Mimas
Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2010)
Měsíc jako dalmatin
Autor: Pavel Koten (20.09.2007)
Diskuze:
