Koloběh vody na Enceladu vyžaduje cirkulaci přes jádro a umožňuje existenci života

10. 11. 2017

Enceladus Saturn Voda ve vesmíru Život

Vědci už od roku 2005, kdy byly objeveny gejzíry na jižním pólu měsíce Enceladus, uvažují nad tím, co způsobuje zahřívání vody pod jeho ledovou slupkou. Většina vážných úvah pracuje s tím, že při oběhu kolem mateřské planety Saturn vzniká tření, které zahřívá nitro měsíce, které rozpouští vodu a vyvolává tlaky, za jejichž pomoci voda tryská ven. Podle nové studie ale tento mechanismus nestačí, nevydržel by víc než pár desítek milionů let. Aby mohly tyto procesy probíhat po delší dobu, Enceladus by mohl mít pórovité jádro obklopené podpovrchovým oceánem, teprve tehdy je možné tyto procesy udržet po miliardy let a umožnit rozvoj živých organismů.

Enceladus, jádro

Na obrázku je znázorněn koloběh vody na Enceladu, jedním z menších měsíců planety Saturn.

1) Studená slaná voda se dostává do pórovitého jádra měsíce,
2) zahřátá voda se dostává zpět nahoru a reaguje přitom se sloučeninami ve skalnatém jádru,
3) teplá voda se dostává z jádra do podpovrchového oceánu prostřednictvím sopouchů na dně oceánu,
4) skrz oceán se voda společně s rozpuštěnými sloučeninami k povrchu,
5) teplá voda koncentrovaná na jednom místě pomáhá v tání ledové slupky,
6) z trhlin v povrchu voda uniká gejzíry do okolí Enceladu.

Image credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interior: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers. Graphic composition: ESA

Už od počátku je celkem zřejmé, že za vším stojí eliptická oběžná dráha Enceladu kolem Saturnu a gravitační síla. Tato dráha přivádí měsíc v jedné své části velmi blízko masivní planetě a v jiné části zase do větší vzdálenosti. Během těchto období působí Saturn na tento malý měsíc svou gravitací rozdílným způsobem a vzniká slapový jev, který generuje tření uvnitř měsíce. Svou gravitací také přispívá další měsíci Dione, se kterým je Encelauds v orbitální rezonanci. Energie takto produkovaná by ale při pozorovaných geologických jevech stačila nejvíce na 30 milionů let, po kterých by měsíc zamrznul.

"Kde měsíc bere energii pro pozorované chování bylo vždy tak trochu záhadou", říká Gaël Choblet z University of Nantes, vedoucí studie publikované v magazínu Nature Astronomy, "my jsme se nyní podívali na to, jakou roli by v tom mohla hrát struktura jádra Enceladu". V jejich simulaci je jádro měsíce tvořeno pórovitou skálou, kterou může voda relativně volně prostupovat. Studená voda tak přechází z oceánu do jádra měsíce, kde se zahřívá a následně stoupá zase nahoru skrz sopouchy podobné těm, které se objevují na dně pozemských oceánů.

Při cestě nahoru teplá voda reaguje se skálou a rozpouští některé sloučeniny, které s sebou bere na povrch a dál. Tyto sloučeniny detekovala sonda Cassini při průletech kolem tohoto malého měsíce. 



Ledový měsíc Enceladus má v průměru 500 kilometrů, podle nové studie je průměrná tloušťka podpovrchového oceánu od 20 do 25 kilometrů. Na jižním pólu se ale tloušťka oceánu zmenšuje na 1 až 5 kilometrů. Kompozice materiálu, který se gejzíry dostává do vesmíru napovídá, že vzniká za teplot kolem 90 °C.

To vše přispívá k teorii, že Enceladus a jeho podpovrchový oceán by mohl být domovem pro mikrobiální život. Prostředí, které by oceán mohl poskytovat, a dlouhodobě stabilní podmínky jsou s existencí života kompatibilní. Je však otázkou, zda takové podmínky existují dostatečně dlouho na to, aby se živé organismy mohly vyvinout. Analýzou oběžných drah objektů kolem Saturnu vědci totiž vypočítali, že Enceladus a další objekty by mohly být staré pouhých 100 milionů let.

Nezbývá než dál zkoumat a čekat. Sonda Cassini už byla pohlcena planetou Saturn v řízené destrukci a aktuálně neexistují žádné konkrétní plány pro misi k Saturnu.