Astronomové jsou na stopě výtryskům na měsíci Enceladus

Z povrchu měsíce Enceladus (průměr asi 513 km) tryskají obrovské gejzíry, sahající do vzdálenosti 3krát větší, než je průměr měsíce. Nyní astronomové začínají chápat, jak jsou ledové krystalky vytvářeny a jakým procesem by mohly vznikat. Pochopení procesu vytváření pozorovaného „chocholu“ a dráha pohybujících se zrníček vodního ledu jim umožňuje odhalit, co může být zdrojem těchto výtrysků.

„Od okamžiku, kdy sonda Cassini objevila gejzíry vodní páry, všichni se zajímali o to, odkud vodní pára a ledové krystalky pocházejí. Pocházejí z podpovrchových rezervoárů vody nebo jsou ve hře ještě některé jiné procesy? Nyní, po prozkoumání dat z různých přístrojů na sondě Cassini můžeme říci, že voda pod povrchem měsíce Enceladus nepochybně existuje,“ říká Juergen Schmidt (University of Potsdam, SRN), člen týmu sondy Cassini, který studuje data z přístroje Cosmic Dust Analyzer. Tato studie vyšla 7. 2. 2008 v časopise Nature.

Velký počet pozorovaných ledových částic, tryskajících v podobě gejzíru, a stálá rychlost, kterou jsou tyto částice produkovány, vyžaduje teplotu v blízkosti bodu tání ledu, jejímž důsledkem je vznik jezer uvnitř ledu. Tato jezera by se mohla podobat například pozemskému jezeru Vostok, ukrytému pod vrstvou ledu v Antarktidě, v němž je kapalná voda doslova uzamčená. Ledová zrníčka pak kondenzují z vodní páry, která uniká prasklinami v ledové kůře směrem k povrchu.

Astronomové mohou od roku 2005 studovat dynamiku výtrysků na základě dat z několika přístrojů na sondě Cassini, získaných při dálkovém průzkumu měsíce Enceladus. Některé přístroje, jako například Cosmic Dust Analyzer, prováděly přímý výzkum těchto částic. Vědci usoudili, že přítomnost jezer kapalné vody o teplotě kolem 0 °C pod ledovým povrchem je tou nejlepší možností k vysvětlení vlastností materiálu, vyvrhovaného v podobě gejzírů.

Při této teplotě může existovat kapalná voda, led i vodní pára. Vodní pára uniká do okolního vakua trhlinami v ledové kůře měsíce. Když tento plyn expanduje, ochlazuje se a vznikají ledová zrníčka, která vytvářejí viditelné části výtrysků kondenzací vodních par. Pára ve výtryscích dosahuje zhruba rychlosti 300 až 500 m/s. Avšak většina zkondenzovaných ledových částic nedosahuje únikové rychlosti z povrchu měsíce Enceladus, která činí 240 m/s.

Nízkou rychlost těchto částic vysvětlují astronomové jejich velikostí, zhruba odpovídající špendlíkové hlavičce. Vystřelením vzhůru skrz křivolaké praskliny v ledu se částice odrážejí od stěn a ztrácejí rychlost, zatímco vodní pára uniká nerušeně. Vodní pára tak pomáhá ledovým částicím, narážejícím do překážek, stoupat vzhůru k ledovému povrchu. Po dosažení otvoru v ledu, připomínajícího trysku, rychleji proudící vodní pára tryská vysoko nad povrch měsíce, kde je zachytávána magnetosférou planety Saturn. Většina částic, které mají nízkou rychlost v důsledku srážek při pronikání na povrch měsíce, nedosáhne únikové rychlosti a padá zpět na povrch měsíce Enceladus. Pouze 10 % z nich uniká z jeho přitažlivosti a podílí se na doplňování Saturnova prstence E.

„Náš model vychází z jednoduché koncepce k pochopení toho, jak částice vznikají, jak dosahují pozorované rychlosti a jak se chovají na své cestě do okolního kosmického prostředí. Jestliže je teplota páry nízká, potom hustota plynu je příliš nízká na to, aby v ní mohla vznikat ledová zrníčka, a tudíž zde nebudeme pozorovat tak velké množství částic,“ říká Schmidt. Nový model kondenzujících zrníček ledu z páry, která se vypařuje z kapalné vody, je v souladu s rovnoměrnou produkcí částic, vyvrhovaných z lokálního zdroje.

Tento výzkum poskytuje základní znalosti o tělesech ve Sluneční soustavě, zvláště těch, která podobně jako naše rodná planeta, mají na svém povrchu oceány – což je prostředí, ve kterém se může vyvíjet život. Přítomnost kapalné vody uvnitř měsíce Enceladus by mohla mít závažné důsledky pro budoucí astrobiologický výzkum možností života na tělesech ve vnějších oblastech Sluneční soustavy.

Příští průlet sondy Cassini kolem měsíce Enceladus se uskuteční 12. března 2008. Sonda se přiblíží k povrchu měsíce na zanedbatelných 50 km, možná ještě na menší vzdálenost. Od pozorovaných výtrysků bude sonda vzdálena asi 200 km. Bude proveden průzkum částic přímo na místě a zjišťováno více informací o jejich složení.

Připojená kresba ukazuje, jak pozorované ledové částice a vodní pára tryskající v podobě gejzírů na Saturnově měsíci Enceladus mohou souviset s kapalnou vodou pod ledovým povrchem měsíce. Velký počet ledových částic a rychlost, s jakou jsou produkovány, vyžaduje teploty v blízkosti bodu tání ledu. Tato teplota naznačuje, že zde mohou existovat vnitřní jezera kapalné vody v blízkosti jižního pólu měsíce, kde se tyto gejzíry vyskytují.

Zdroj: saturn.jpl.nasa
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí