Kapsyen: Geyser di Enceladus. Kredit: NASA, JPL, Institut Sains Angkasa
Salah satu penemuan misi Cassini yang paling menarik tetapi tidak dijangka ialah melihat aktiviti itu berlaku di bulan kecil Zuhal Enceladus. Di antara geyser aktif, 'jalur harimau' yang luar biasa dan permukaan muda yang mengejutkan berhampiran kutub selatan bulan, Enceladus telah mengejutkan saintis dengan hampir semua imej dan data yang dikumpulkan oleh kapal angkasa. Tetapi adakah bulan sentiasa aktif, atau adakah kita berada di tempat yang betul pada masa yang sesuai, bertuah kerana dapat menangkapnya semasa fasa aktif? Kertas kerja baru-baru ini menggariskan model di mana jenis letusan geologi yang kini boleh dilihat di Enceladus hanya berlaku setiap bilion tahun atau lebih.
'Cassini nampaknya telah menangkap Enceladus di tengah-tengah sendawa,' kata Francis Nimmo, seorang saintis planet di Universiti California Santa Cruz. 'Tempoh huru-hara ini jarang berlaku dan Cassini kebetulan melihat bulan semasa salah satu zaman istimewa ini.'
Nimmo dan pengarang bersama Craig O'Neill dari Macquarie University di Sydney, Australia mencadangkan agar gumpalan ais hangat yang naik ke permukaan secara berkala dan mengoyakkan kerak berais di bulan Saturnus Enceladus menerangkan tingkah laku haba yang unik dan permukaan menarik kutub selatan bulan. wilayah.
Ciri yang paling menarik setakat ini di kawasan kutub selatan Enceladus ialah rekahan yang dikenali sebagai 'jalur harimau' yang menyembur wap air dan zarah lain keluar dari bulan. Walaupun model Nimmo dan O'Neill tidak mengaitkan pengaliran dan penurapan semula secara langsung kepada pembentukan rekahan dan jet, ia mengisi beberapa kekosongan dalam sejarah rantau ini.
Enceladus. Kredit: NASA/JPL/Institut Sains Angkasa
'Model episod ini membantu menyelesaikan salah satu misteri Enceladus yang paling membingungkan, ' kata Bob Pappalardo, saintis projek Cassini di Makmal Propulsion Jet NASA di Pasadena, Calif., mengenai penyelidikan yang dilakukan oleh rakan-rakannya. “Mengapa permukaan kutub selatan begitu muda? Bagaimanakah jumlah haba ini boleh dipam keluar di kutub selatan bulan? Idea ini menyusun kepingan teka-teki itu.”
Tetapi tidak semua orang yakin model ini menjawab semua soalan tentang Enceladus. Carolyn Porco, yang mengetuai pasukan pengimejan untuk Cassini berkata melalui Twitter r berkenaan kertas kerja ini, “Awas! Beberapa model berbeza di luar sana mengatakan perkara yang berbeza.”
Kira-kira empat tahun lalu, instrumen spektrometer inframerah komposit Cassini mengesan aliran haba di kawasan kutub selatan sekurang-kurangnya 6 gigawatt, bersamaan dengan sekurang-kurangnya sedozen loji kuasa elektrik. Ini adalah sekurang-kurangnya tiga kali lebih banyak haba daripada purata kawasan Bumi dengan kawasan yang sama, walaupun saiz Enceladus yang kecil. Rantau itu juga kemudiannya ditemui oleh ion Cassini dan instrumen spektrometer jisim neutral untuk mengeluarkan argon dengan pantas, yang berasal daripada batuan yang mereput secara radioaktif dan mempunyai kadar pereputan yang terkenal.
Pengiraan memberitahu saintis adalah mustahil bagi Enceladus untuk terus menghasilkan haba dan gas pada kadar ini. Pergerakan pasang surut - tarikan dan tolakan dari Zuhal semasa Enceladus bergerak mengelilingi planet - tidak dapat menjelaskan pembebasan tenaga yang begitu banyak.
Umur permukaan kawasan Enceladus yang berbeza juga menunjukkan kepelbagaian yang hebat. Dataran berkawah besar di bahagian utara bulan kelihatan setua 4.2 bilion tahun, manakala kawasan berhampiran khatulistiwa dikenali sebagai Sarandib Planitia berusia antara 170 juta dan 3.7 bilion tahun. Kawasan kutub selatan, bagaimanapun, nampaknya berumur kurang daripada 100 juta tahun, mungkin semuda 500,000 tahun.
O'Neill pada asalnya telah membangunkan model untuk perolakan kerak Bumi. Untuk model Enceladus, yang mempunyai permukaan sepenuhnya dilitupi ais sejuk yang dipatahkan oleh tarikan tarikan graviti Zuhal, para saintis mengeraskan keraknya. Mereka memilih kekuatan di suatu tempat antara plat tektonik yang mudah ditempa di Bumi dan plat tegar Zuhrah, yang sangat kuat, nampaknya mereka tidak pernah tersedut ke kawasan pedalaman.
Lukisan-lukisan ini menggambarkan penjelasan untuk sumber haba sengit yang telah diukur datang dari kawasan kutub selatan Enceladus. Kredit: NASA/JPL
Model mereka menunjukkan bahawa haba yang terkumpul dari bahagian dalam Enceladus boleh dilepaskan dalam buih episodik ais yang hangat dan ringan naik ke permukaan, serupa dengan gumpalan lilin yang dipanaskan yang semakin meningkat dalam lampu lava. Kemunculan buih panas akan menghantar ais yang sejuk dan lebih berat turun ke kawasan pedalaman. (Suam adalah, sudah tentu, relatif. Nimmo berkata gelembung mungkin hanya di bawah paras beku, iaitu 273 darjah Kelvin atau 32 darjah Fahrenheit, manakala permukaannya adalah sejuk 80 darjah Kelvin atau -316 darjah Fahrenheit.)
Model ini sesuai dengan aktiviti di Enceladus apabila tempoh pengacakan dan penurapan semula diandaikan bertahan kira-kira 10 juta tahun, dan tempoh tenang, apabila ais permukaan tidak terganggu, bertahan kira-kira 100 juta hingga dua bilion tahun. Model mereka mencadangkan tempoh aktif berlaku hanya 1 hingga 10 peratus daripada masa Enceladus telah wujud dan telah mengitar semula 10 hingga 40 peratus permukaan. Kawasan aktif di sekitar kutub selatan Enceladus adalah kira-kira 10 peratus daripada permukaannya.
Sumber: JPL