Kada Cassini misija stigla u sustav Saturna 2004. godine, otkrila je nešto prilično neočekivano u Enceladusovoj južnoj hemisferi. Iz stotina pukotina smještenih u polarnoj regiji, povremeno su uočene pljuskovi vode i organskih molekula. To je bio prvi pokazatelj da Saturnov mjesec može imati unutarnji ocean uzrokovan hidrotermalnom aktivnošću u blizini granice jezgrenog plašta.
Prema novoj studiji zasnovanoj na Cassini Podaci, dobiveni prije ronjenja u Saturnovu atmosferu 15. rujna, ova se aktivnost možda odvija već neko vrijeme. U stvari, istraživački tim zaključio je da bi, ako je jezgra jezgra dovoljno porozna, mogla proizvesti dovoljno topline za održavanje unutarnjeg oceana milijardi godina. Ova studija je najviše ohrabrujući pokazatelj da bi unutrašnjost Enceladusa mogla podržati život.
Studija pod naslovom "Snaga produžene hidrotermalne aktivnosti unutar Enceladusa" nedavno se pojavila u časopisu Priroda Astronomija. Studiju je vodio Gaël Choblet, istraživač u Planetarnom i geodinamičkom laboratoriju na Sveučilištu u Nantesu, a uključili su članove NASA-inog laboratorija za mlazni pogon, Sveučilište Charles, te Instituta za znanost o Zemlji i Geo- i kozmohemijske laboratorije na Sveučilištu od Heidelberga.
Prije Cassini znanstvenici su vjerovali da je površina ovog mjeseca sačinjena od čvrstog leda. Tek nakon što su primijetili pljuskovitu aktivnost, shvatili su da ima mlaznice vode koji se pružaju sve do oceana tople vode u njenoj unutrašnjosti. Iz podataka dobivenih od Cassini, znanstvenici su čak bili u stanju nagovijestiti nagađanja o tome gdje leži taj unutarnji ocean.
Sve rečeno, Enceladus je relativno mali mjesec, promjera oko 500 km (311 milja). Na temelju gravitacijskih mjerenja koja je izvršio Cassini, vjeruje se da se njegov unutarnji ocean nalazi ispod ledene vanjske površine na dubinama od 20 do 25 km (12,4 do 15,5 mi). Međutim, ovaj površinski led prolazi na otprilike 1 do 5 km (0,6 do 3,1 mi) iznad južnog polarnog područja, gdje mlaz vode i ledenih čestica struji kroz pukotine.
Na temelju načina na koji Enceladus kruži Saturnom s određenim kolebanjem (aka. Vibracijom), znanstvenici su uspjeli donijeti procjenu dubine oceana koju postavljaju na 26 do 31 km (16 do 19 milja). Sve to okružuje jezgru za koju se vjeruje da je sastavljena od silikatnih minerala i metala, ali koja je također porozna. Unatoč svim tim nalazima, izvor unutarnje topline ostao je nešto otvoreno pitanje.
Taj bi mehanizam morao biti aktivan kada je Mjesec nastao prije nekoliko milijardi godina i još je aktivan i danas (o čemu svjedoči trenutna aktivnost pluta). Kao što je dr. Choblet objasnio u izjavi za ESA:
"Tamo gdje Enceladus dobiva stalnu snagu da ostane aktivan uvijek je bila tajna, ali sada smo detaljnije razmotrili kako struktura i sastav Mjesečeve stjenovite jezgre mogu igrati ključnu ulogu u stvaranju potrebne energije."
Godinama su znanstvenici nagađali da su sile plime uzrokovane Saturnovim gravitacijskim utjecajem odgovorne za Enceladusovo unutarnje zagrijavanje. Vjeruje se da će način na koji Saturn gura i povlači mjesec slijedeći eliptični put oko planete uzrokovati da se Enceladusova ledena školjka deformira, uzrokujući pukotine oko južnog polarnog područja. Smatra se da su ti isti mehanizmi odgovorni za Europa u unutrašnjosti tople vode.
Međutim, energija proizvedena plimnim trenjem u ledu je preslaba da bi ujednačila gubitke topline koji se vide iz oceana. Po stopi Enceladusovog oceana gubi energiju u svemiru, cijeli bi se mjesec smrzavao u 30 milijuna godina. Slično tome, prirodno propadanje radioaktivnih elemenata u jezgri (što se sugerira i za druge mjesece) također je oko 100 puta preslabo da bi se objasnilo Enceladusovo djelovanje unutrašnjosti i pluća.
Da bi se pozabavili tim problemom, dr. Choblet i njegov tim izveli su simulacije Enceladusove jezgre kako bi utvrdili kakvi uvjeti mogu omogućiti grijanje plime tijekom milijardi godina. Kako navode u svojoj studiji:
"U nedostatku izravnih ograničenja mehaničkih svojstava jezgre Enceladusa, smatramo širok raspon parametara koji karakteriziraju brzinu plimnog trenja i učinkovitost transporta vode poroznim protokom. Nekonsolidirana jezgra Enceladusa može se promatrati kao visoko granuliran / fragmentiran materijal, u kojem će vjerojatno biti plimna deformacija povezana s intergranularnim trenjem tijekom preuređenja fragmenata. "
Otkrili su to kako bi Cassini da bi se promatrali da bi se Enceladusova jezgra trebala izrađivati od nekonsolidirane, lako deformabilne, porozne stijene. Ova jezgra mogla bi se lako prožimati tekućom vodom, koja bi prodirala u jezgru i postepeno se zagrijavala plimnim trenjem između ulomaka kliznih stijena. Jednom kada se ta voda dovoljno zagrijala, dizala bi se prema gore zbog temperaturnih razlika s okolinom.
Ovaj postupak u konačnici prenosi toplinu u unutarnji ocean u uskim vodama koje se uzdižu u susret ledene ljuske Enceladusa. Kad je ondje, površinski se led rastopi i stvara pukotine kroz koje mlazovi dopiru u svemir, ispijajući vodu, čestice leda i hidratizirane minerale koji nadopunjuju Saturnov E-prsten. Sve je to u skladu s opažanjima 19 Cassini, i održiva je s geofizičkog stajališta.
Drugim riječima, ova studija može pokazati da bi djelovanje u Enceladusovoj jezgri moglo proizvesti potrebno zagrijavanje za održavanje globalnog oceana i proizvodnju pljuvačke aktivnosti. Budući da je ta akcija rezultat strukture jezgre i plimne interakcije sa Saturnom, posve je logično da se odvija već nekoliko milijardi godina. Osim pružanja prvog koherentnog objašnjenja Enceladusove plućne aktivnosti, ovo je istraživanje također jak pokazatelj pogodnosti za život.
Kako su znanstvenici shvatili, životu treba mnogo vremena da krene dalje. Na Zemlji se procjenjuje da su prvi mikroorganizmi nastali nakon 500 milijuna godina, a vjeruje se da su hidrotermalni otvori igrali ključnu ulogu u tom procesu. Trebalo je još 2,5 milijardi godina da se razvio prvi višećelijski život, a kopnene biljke i životinje postoje tek u posljednjih 500 milijuna godina.
Znajući da mjeseci poput Enceladusa - koji imaju potrebnu kemiju za život - također imaju potrebnu energiju u milijardama godina, stoga je vrlo ohrabrujuće. Čovjek može samo zamisliti što ćemo pronaći nakon što buduće misije počnu pažljivije pregledavati njegove šljuke!
