ISTRAŽIVANJA

Pripremio: M. Jakovljević

Tajne Saturnovog meseca
ENCELADUS najbolje mesto za život

Interes koji je izazvala „vojadžerova“ poseta postao je osnova misije letelice „Kasini“ koja je poslata na Saturn. Ta letelica je 2004. stigla do Titana, najvećeg Saturnovog meseca, odakle je počela sa ispitivanjem ostatka Saturnovog sistema.

Otkriveno je da Enceladus ima dovoljno toplote i da time može sam da izazove promene na svojoj površini. Takođe, na njemu su otkrivena organska jedinjenja, možda podzemni kanali ili čak mora tečne vode. Energija, organska materija i tečna voda su tri uslova za život kakav je nama poznat. Ovo je jedno od najboljih mesta za nastanak života.

Posmatranja Enceladesa tokom 2005. su pokazala da površina ovog meseca nije ravna i glatka koliko se mislilo već na njoj postoje pukotine veličine do jednog kilometra, a na pojedinim mestima površina je izbrazdana pukotinama dubokim oko pola kilometra. Zaključeno je da je Encelades sigurno iskusio brojne epizode drastične tektonske aktivnosti.

Otkriven je i plamen na mesečevom južnom polu. To je navelo naučnike da prilagode koordinate sonde „Kasini“ kako bi južni pol bio detaljno osmotren. Tamo je otkriven jedan od najneverovatnijih pejzaža u našem solarnom sistemu. Južni pol uopšte nema kratera, a izboran je dubokim i paralelnim pukotinama koje su naučnici nazvali „tigrove pruge“. One su dugačke oko 130 km i završavaju se krivinama nalik na udice. Između pruga se nalaze ravnice, a čitav teren okružuje granica u vidu koncentričnih planina i dolina.

Mlaz ledenih čestica

Struktura i položaj planina i dolina naveli su Pola Helfenštajna, sa Univerziteta Kornel, da zaključi da se granica formirala kada se površina naborala dok je horizontalno bila pritisnuta u pravcu sever-jug. Čitav ovaj region je možda ekvivalent grebenu na srednjem Atlantiku.

„Kasini“ je otkrio čestice prašine potekle iz regiona tigrovih pruga. Određeni instrumenti su otkrili i vodenu paru koja je nosila tragove ugljen- dioksida, vodonika i metana. Otkriveno je i da je temperatura u ovom regionu 180 kelvina, a ne predviđenih 70 kelvina, kolika bi bila da ovaj region zagreva samo Sunce.

Naučnici su utvrdili i da se iz ovog prostora „ispaljuju“ ledene česice u svemir koje potom formiraju ogroman mlaz koji lebdi nad južnim polarnim regionom. Izvori mlaza se poklapaju sa najvrelijim lokacijama na tigrovim prugama. Ova otkrića potvrđuju postojanje unutrašnje aktivnosti inače hladnog i malog meseca.

Tokom 2006. objavljivani su prvi radovi o Enceladusu, što je pokrenulo brojne naučne pretpostavke. U međuvremenu su otkrivene i organske materije potekle sa Enceladesa.

Nakon što su izvori mlazeva detaljnije osmotreni, naučnici su zaključili da nijedan izvor ne ostaje dugo aktivan. Iz pare koja se stvara, formira se led koji zapušava otvore. Tada pritisak stvara novi otvor na nekom drugom mestu i proces se neprestano ponavlja. Osim uvida u ovaj zapanjujući geološki fenomen, posmatranja su omogućila precizne mere veličine i oblika Enceladusa. Otkriveno je da je Enceladus najstenovitiji od svih glavnih Saturnovih satelita. Merenja su pokazala da je njegova prosečna gustina 1,6 gr/1 cm, što znači da stene čine 60 procenata mase ovog meseca.

Zagonetna toplota

Na Zemlji, stene sadrže radioaktivne supstance koje proizvode toplotu. Isto važi i za Enceladus. Ali čak ni sve te stene nisu dovoljne da proizvedu primećenu toplotu. Jedini drugi mogući izvor toplote je zagrevanje putem plime. Kao što gravitacija Sunca i Meseca blago deformiše našu planetu, izazivajući plimu u okeanu, tako i Saturnova gravitacija utiče na Enceladus. Ona deformiše njegove stene i izaziva unutrašnje zagrevanje. Moguće je i da je Saturnova gravitacija odgovorna za nastanak tigrovih pruga.

Stepen zagrevanja zavisi i od konzistencije unutrašnjosti meseca. Veoma kruto telo bi odolelo deformaciji, a savršeno elastično telo bi se deformisalo ali ne bi rasipalo energiju u vidu toplote. Dženifer Mejer i Džek Vizdom, sa Instituta za tehnologiju u Masačusetsu, SAD, ispitali su orbitalnu konfiguraciju Enceladusa i otkrili da količina energije od plime koja se utiskuje u telo nije dovoljna da objasni količinu toplote koju mesec oslobađa.

Ovaj paradoks se javlja samo ako se pretpostavi da trenutno zagrevanje Enceladusa treba da odgovara trenutnom oslobađanju toplote. Međutim, moguće je da Enceladus oslobađa toplotu koju je stekao u nekoj ranijoj etapi zagrevanja. Jedna od mogućnosti je da orbita meseca može da se udruži sa njegovom konzistencijom i tako poveća oslobađanje toplote.

More ispod površine meseca

Gabrijel Tobi, sa Univerziteta u Nantu, je sa saradnicima ispitao još jednu mogućnost: da zona slabosti na južnom polu može da fokusira energiju od plime koja može da se održava vremenom. Njihov model bi mogao da objasni količinu toplote koja se oslobađa, ali samo pod dva uslova, koji bitno menjaju načine na koji posmatramo Enceladus: prvo, led u ovoj zoni mora biti topao - blizu tačke topljenja, i drugo, mora postojati tečni sloj između ledenog omotača i stenovitog jezgra. Ovaj sloj bi morao da prekriva čitavu južnu hemisferu jer bi bez njega konzistencija bila neodgovarajuća.

Ideja o moru ispod površine je naročito zanimljiva kada se uzme u obzir da je prekrivač južnog pola Enceladesa u stvari basen dubok pola kilometra. Prema Džefriju Kolinsu, sa Viton koledža, i Džejsonu Gudmanu, iz Vuds Hol okeanografskog instituta, ovaj basen bi mogao biti površinski izraz mora koje se nalazi ispod površine. Tečna voda je gušća od leda, tako da je ukupan nivo vode u ovom regionu niži. U suštini, čitav južni pol predstavlja ogromni slivnik.

Uzrok Enceladusove aktivnosti mogla bi biti kombinacija svih efekata. Ako Enceladus prođe kroz ciklus zagrevanja koji izazivaju pukotine i ako je stopa deformacije spoljnog ledenog omotača dovoljno brza, pukotine bi se mogle produbiti do tople zone koja leži ispod tla, ili možda čak i do samog mora. Zagrevanje izazvano trenjem u ovim frakturama doprinelo bi ukupnom zagrevanju pod južnim polom. Led bi se mogao otopiti duž pukotina, a voda od otapanja bi znatno povećala stopu zagrevanja. Na ovaj način, podzemno more bi moglo samo sebe održavati, pri čemu bi tečna voda u omotaču snabdevala more ispod nje. Dok se more potpuno ne zamrzne tokom perioda hlađenja, čitav proces bi mogao trajati dok je Enceladus u sadašnjoj orbiti.

Tečna voda bi mogla da objasni primenjene erupcije. Majkl Manga, sa Berkli univerziteta, pokazao je da bi delimično zamrzavanje podzemnog mora povećalo njegov pritisak i nateralo tečnost da izađe na površinu. Dok pritisak opada uporedo sa narastanjem tečnosti, rastvoreni gasovi poput ugljen-dioksida se oslobađaju i stvaraju mehuriće koji, kao u flaši šampanjca, pomažu da se tečnost izdigne na površinu. Ako tečnost zaista stiže do površine, ona daje odgovor na pitanje: kako toplota iz unutrašnjosti meseca stiže na površinu - tečna voda je veoma efikasna u prenošenju toplote.

Naučnici još uvek proveravaju ideje o tome kako je Enceladus postao ovakav kakav je. U svakom slučaju, skoro je neizbežno da je negde ispod njegove površine prisutna tečna voda. Ako je tako, izvesno je da na ovom malom mesecu postoji sredina u kojoj bi mogao nastati život, jer se tamo nalazi sve što je potrebno da nastane. Najbolja analogija ekosistemu na Enceladesu su predeli Zemlje gde ima vulkana pod vodom.

M. Jakovljević