Tepelný stroj na měsíci Enceladus

Množství tepla, které uniká z oblasti v okolí jižního pólu Saturnova měsíce Enceladus, je mnohem větší, než bylo doposud považováno za možné. Tento fakt vyplývá z nových analýz dat, získaných kosmickou sondou Cassini. Studie byla publikována 4. března 2011 v časopise Journal of Geophysical Research.

Údaje ze spektrometru CIRS (Composite Infrared Spectrometer) získané o terénu v okolí jižního pólu měsíce, který se vyznačuje lineárními prasklinami, naznačují, že generované vnitřní teplo dosahuje výkonu 15,8 gigawattů. Tato hodnota 2,6krát převyšuje množství energie všech horkých pramenů v oblasti Yellowstone (USA), což je srovnatelné s výkonem 20 uhelných elektráren. Uvádí se to v článku, jehož hlavním autorem je Carly Howett (Southwest Research Institute in Boulder, Colorado) a člen týmu spektrometru na palubě sondy Cassini.

„Mechanismus schopný produkovat tak velké množství pozorované vnitřní energie zůstává záhadou a je výzvou k vypracování nových modelů vysvětlujících tuto dlouhodobou produkci tepla,“ říká Carly Howett.

Předpokládaný a pozorovaný „tepelný výkon“ Saturnova měsíce Enceladus

Od roku 2005 je známo, že oblast kolem jižního pólu měsíce Enceladus je geologicky aktivní a tato aktivita je soustředěna do čtyř téměř rovnoběžných lineárních prohlubní. Jejich délka dosahuje zhruba 130 km a jsou široké přibližně 2 km. Vžilo se pro ně označení „tygří škrábance“. Sonda Cassini rovněž zjistila, že z těchto prasklin nepřetržitě unikají do okolního kosmického prostoru velké gejzíry ledových krystalků a vodní páry. V těchto prasklinách je pozorována zvýšená teplota v důsledku energie „prosakující“ z nitra měsíce Enceladus.

Na základě výzkumů z roku 2007 byl předpovězen ohřev nitra měsíce Enceladus za předpokladu, že toto teplo je generováno hlavně slapovými silami, které mají svůj původ v orbitálních rezonancích mezi Enceladem a dalším měsícem Dione. To však nepovede k vyššímu výkonu než 1,1 gigawattů v průměru za delší období. Ohřev na základě přirozené radioaktivity v nitru měsíce Enceladus může přidat dalších 0,3 gigawattů. Tím ještě není vše vysvětleno.

Nejnovější analýzy údajů pořízených v roce 2008, které rovněž zahrnovaly data z infračerveného spektrometru, provedl tým vědců ve složení John Spencer (Southwest Research Institute), John Pearl a Marcia Segura (NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland). Data byla získána z oblasti pokrývající okolí jižního pólu měsíce. Vědci určili teplotu povrchu měsíce Enceladus a překvapivě objevili oblasti se zvýšenou produkcí tepla.

Pravděpodobné vysvětlení pozorovaného vysokého toku tepla je, že vzájemný poměr oběžného pohybu Enceladu vůči Saturnu a měsíci Dione se mění s časem, což umožňuje výskyt period mnohem intenzivnějšího ohřevu působením slapových sil, které jsou vystřídány obdobími relativního klidu. To znamená, že sonda Cassini měla docela štěstí, že mohla pozorovat měsíc Enceladus v období, kdy je neobvykle aktivní.

„Tato představa je ještě více pravděpodobnější, pokud by existovala kapalná voda pod povrchem měsíce Enceladus,“ dodává Howett.

Nedávno vědci studovali ledové krystalky vyvrhované v podobě gejzírů a zjistili, že některé částice obsahují sůl a jsou to nepochybně zmrzlé kapičky z oceánu slané vody, který je v kontaktu s jádrem měsíce Enceladus bohatým na minerály. Přítomnost podpovrchového oceánu či snad jezera v oblasti jižního pólu měsíce mezi vnější ledovou kůrou a kamenným jádrem by mohla zvýšit efektivitu slapového ohřevu v důsledku větších slapových deformací ledové skořápky.

„Předpoklad kapalné vody mající původ ve slapovém působení a objev organických chemických látek (bohatých na uhlík) v pozorovaných gejzírech dělá z měsíce Enceladus objekt velkého zájmu astrobiologů,“ dodává Howett.

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/whycassini/cassini20110307.html

autor: František Martinek