Enceladus to mały, lodowy księżyc orbitujący wokół Saturna. Nowe badania wskazują, że jest on pokryty grubą warstwą śniegu, sięgającą w niektórych miejscach nawet 700 metrów. Śnieg ten powstaje z materii wyrzucanej przez gejzery, której część opada na Enceladusa w postaci właśnie białego puchu.
Księżyc Saturna – Enceladus – jest spowity grubą warstwą śniegu – wynika z nowych badań. W niektórych miejscach puch ma grubość nawet 700 metrów. Obliczenia dotyczące grubości warstwy śniegu na Enceladusie zostały oparte na rozmiarach szczelin i lodowych struktur księżyca. Odkrycia te mogą oznaczać, że ten zamarznięty księżyc w przeszłości był znacznie bardziej aktywny.
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie „Icarus” (DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115369).
Błyszczący klejnot
Enceladus ma zaledwie 500 kilometrów średnicy i jest „błyszczącym klejnotem” Układu Słonecznego, ponieważ ma największe albedo ze wszystkich ciał naszego systemu. Odbija ponad 90 proc. światła, które nań pada. Z kolei w jego wnętrzu, pod grubą warstwą lodu, kryje się głęboki, płynny ocean słonej wody, w którym naukowcy mają nadzieję znaleźć życie.
To niezwykłe ciało niebieskie nieustannie poddawane jest silnym rezonansom orbitalnym. Zjawisko to ma miejsce, gdy orbity dwóch ciał (np. planet) wokół ich ciała macierzystego (np. gwiazdy) są ze sobą ściśle powiązane wpływem grawitacyjnym. Związek ten wygląda tak, że na pewną liczbę okrążeń jednego z dwóch ciał wypada określona wielokrotność okrążeń drugiego, co oznacza, że regularnie ciała te znajdują się w tej samej konfiguracji, po pokonaniu określonej liczby orbit. W przypadku Encleadusa wpływy grawitacyjne kształtowane są przez grawitację Saturna oraz grawitację bardziej odległego księżyca Dione. Z tego powodu na zamarzniętą skorupę Enceladusa oddziałują siły pływowe. I to do tego stopnia, że w cieńszych obszarach pokrywy lodowej przy południowym biegunie księżyca tworzą się pęknięcia. Zresztą te same siły powodują nieustanne naprężenia, które umożliwiają utrzymanie ciepła pod grubą lodową pokrywą, a tym samym istnienie wody w stanie ciekłym.
Ciekła woda pod ogromnym ciśnieniem wdziera się do tych pęknięć, gdzie rozpręża się i wydostaje na zewnątrz, tworząc gejzery. Część materii wyrzuconej z wnętrza ucieka z księżyca zasilając jeden z pierścieni Saturna. Ale część opada z powrotem na powierzchnię księżyca w postaci śniegu.
Śnieżne kratery
W 2017 roku naukowcy opublikowali wysokiej rozdzielczości zdjęcia z misji Cassini, wyszczególniając to, co ich zdaniem było formacjami geologicznymi zwanymi „łańcuchami dołów” (z j. ang.: „pit chains”), usianymi na powierzchni Enceladusa.
Na innych planetach, w tym na Ziemi, takie struktury przypominające kratery mogą tworzyć się, gdy materiał na powierzchni nagle zapada się w pustkę pod spodem.
Wykluczając uderzenia meteorytów i szereg innych procesów geologicznych, naukowcy doszli do wniosku, że te okrągłe i eliptyczne doły – niektóre o szerokości kilometra – powstały w wyniku rozszerzenia się pęknięć pod ogromnymi… zaspami.
700 metrowe zaspy
Jak się okazuje szerokość i głębokość tych struktur może powiedzieć badaczom coś o właściwościach i formowaniu się śnieżnej pokrywy Enceladusa, w tym jej przybliżoną grubość. Okazuje się, że średnio wynosi ona 250 metrów, ale w niektórych miejscach zaspy mogą osiągać grubość nawet 700 metrów.
Naukowcy obliczyli, że aby zgromadzić tak ogromną warstwę śniegu na powierzchni Enceladusa, wodne gejzery musiały być aktywne od samego momentu powstania księżyca miliardy lat temu. Jednak to mało prawdopodobna hipoteza. Według kolejnej gęstość śniegu na Enceladusie jest bardzo niska, jest on puszysty i porowaty.
Choć nie jest to całkowicie wykluczone, to bardziej prawdopodobne jest, że śnieg w niektórych miejscach jest gęstszy, a w innych bardziej puszysty i porowaty. To z kolei skłania do wniosku, że tempo opadów musiało zmieniać się z czasem i niekiedy być dużo bardziej intensywne, niż współcześnie.
Wiedza o grubości warstwy śniegu leżącej na Enceladusie jest niezbędna dla wyboru odpowiedniego miejsca lądowania dla przyszłych misji, które będą badać ten niezwykły księżyc.
Źródło: Science Alert, fot. NASA