אחת ההפתעות הגדולות ביותר ממשימת קאסיני לשבתאי הייתה גילוי גייזרים פעילים בקוטב הדרומי של הירח אנקלדוס. בקוטר של כ-500 ק'מ בלבד (310 מייל), הירח הבהיר והמכוסה קרח אמור להיות קטן מדי ורחוק מדי מהשמש מכדי להיות פעיל. במקום זאת, הירח הקטן הזה הוא אחד המקומות הפעילים ביותר מבחינה גיאותרמית במערכת השמש.
כעת, מחקר חדש מנתוני קאסיני מראה שאזור הקוטב הדרומי של אנצלדוס חם אפילו יותר מהצפוי במרחק של מטרים ספורים מתחת לפני השטח הקפואים שלו. בעוד שמחקרים קודמים אישרו אוקיינוס של מים נוזליים בתוך Enceladus שמתדלק את הגייזרים, מחקר חדש זה מראה שהאוקיינוס קרוב יותר לפני השטח ממה שחשבו בעבר. בנוסף - והכי מפתה - חייב להיות מקור חום בתוך הירח שאינו מובן לחלוטין.
'התצפיות הללו מספקות תובנה ייחודית לגבי מה שמתרחש מתחת לפני השטח', אמרה אליס לה גאל, שהיא חלק מצוות מכשירי Cassini RADAR, מ-Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), ואוניברסיטת ורסאי סן-קוונטין. (UVSQ), צרפת. 'הם מראים שהמטרים הראשונים מתחת לפני השטח של האזור שחקרנו, למרות שבקרחון של 50-60 K, הם הרבה יותר חמים ממה שציפינו: כנראה עד 20 K יותר חם במקומות מסוימים. לא ניתן להסביר זאת רק כתוצאה מהארת השמש, ובמידה פחותה, מהחימום של שבתאי ולכן חייב להיות מקור חום נוסף.'
פסי נמר על הקוטב הדרומי של אנקלדוס. האזור הנחקר מסומן על ידי הרצועה הצבעונית. נאס'א/JPL-Caltech/מכון למדעי החלל; הכרה: א. לוקאס
נתוני מיקרוגל שצולמו במהלך טיסה קרובה בשנת 2011 מראים שיש עודף חום בשלושה שברים על פני השטח של Enceladus. בעוד שהם דומים למה שמכונה 'פס נמר' על הירח הזה שמוציאים באופן פעיל מולקולות קרח ומים לחלל, נראה ששלושת השברים האלה לא פעילים, לפחות לא ב-2011.
מדענים אומרים שהשברים הרדומים לכאורה השוכנים מעל הים החמים והתת-קרקעי של הירח מצביעים על האופי הדינמי של הגיאולוגיה של אנצלדוס, מה שמרמז שהירח חווה מספר פרקי פעילות, במקומות שונים על פני השטח שלו.
הטיסה ב-2011 סיפקה את התצפיות הראשונות - ולמרבה הצער, היחידה - ברזולוציה גבוהה של הקוטב הדרומי של אנקלדוס באורכי גל מיקרוגל.
הוא הסתכל על רצועה צר בצורת קשת של אזור הקוטב הדרומי, ברוחב של כ-25 ק'מ (15 מייל), וממוקם רק 30 ק'מ עד 50 ק'מ (18-30 מייל) צפונית לשברים של פסי הנמר.
נראה שהחום שזוהה שוכב מתחת לשכבת כפור קרה הרבה יותר.
בגלל אילוצים תפעוליים של הטיסה ב-2011, לא ניתן היה להשיג תצפיות מיקרוגל של השברים הפעילים עצמם. אבל זה איפשר למדענים לראות שהשטחים החריגים מבחינה תרמית של אנצלדוס משתרעים הרבה מעבר לפסי הנמר.
מבטו של קאסיני מטה אל תוך 'פס נמר' מרחף באוגוסט 2010. קרדיט: נאס'א
הממצאים שלהם מראים שסביר להניח שכל אזור הקוטב הדרומי חם מתחתיו, כלומר האוקיינוס של אנקלדוס יכול להיות רק 2 ק'מ מתחת לפני השטח הקפוא של הירח באזור זה. הממצא תואם מחקר משנת 2016, בהובלת חבר צוות נוסף של קאסיני, Ondrej Cadek, אשר העריך את עובי הקרום בקוטב הדרומי של אנצלדוס פחות משאר הירח. מחקר זה העריך את עומק קליפת הקרח בקוטב הדרומי פחות מ-5 ק'מ (1.2 מייל), בעוד שהעומק הממוצע באזורים אחרים של אנקלדוס הוא בין 18-22 ק'מ (11-13 מייל).
מה מייצר את החום הפנימי באנקלדוס? מקור החום העיקרי נותר בגדר תעלומה, אבל מדענים חושבים שכוחות הכבידה בין אנצלדוס, שבתאי וירח אחר, דיונה מושכים ומכופפים את פנים אנצלדוס. הידוע ככוחות גאות ושפל, המשיכה גורמת לחלק הפנימי של הירח להתחכך, וליצור חיכוך וחום. זה גם יוצר דחיסות מתח ועיוותים על הקרום, מה שמוביל להיווצרות של תקלות ושברים. זה בתורו יוצר יותר חום בשכבות התת-קרקעיות. בתרחיש זה, הקרום הקפוא הדק יותר באזור הקוטב הדרומי נתון לעיוות גאות גדול יותר שמשמעותו נוצר יותר חום כדי לעזור לשמור על חום המים התת-קרקעי.
פלומות דרמטיות, גדולות וקטנות כאחד, מרססות מים קרח ממקומות רבים לאורך 'פסי הנמר' המפורסמים ליד הקוטב הדרומי של ירח שבתאי אנקלדוס. קרדיט: נאס'א/JPL/מכון למדעי החלל
מכיוון שהגייזרים לא היו ידועים עד הגעתו של קאסיני לשבתאי, לחללית לא היה מטען ספציפי לחקור אותם, אך מדענים השתמשו במכשירים שעמדו לרשותם כדי לבצע את התצפיות הטובות ביותר שיכלו, והטיסו את החללית למרחק של 49 ק'מ ( 30 מייל) של פני השטח. כדי ללמוד במלואו את חימום הגאות - או לקבוע אם יש מקור חום אחר - ימשיכו המדענים לחקור את הנתונים שכבר נלקחו על ידי מכשירי קאסיני שונים. אבל מכיוון שהמשימה תסתיים בספטמבר 2017, ייתכן שיידרש משימה נוספת לירח המסקרן הזה כדי להבין את התעלומה הזו במלואה.
'תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות לחקור את הופעתם של תנאי מגורים על הירחים הקפואים של כוכבי הלכת ענק הגז', אומר ניקולס אלטובלי, מדען הפרויקט של ESA עבור Cassini-Huygens. 'אם הים התת-קרקעי של אנצלדוס באמת קרוב לפני השטח כפי שהמחקר הזה מצביע, אז משימה עתידית לירח הזו הנושאת מכשיר קול מכ'ם חודר קרח עשויה להיות מסוגלת לזהות אותו.'
'מציאת טמפרטורות ליד שלושת השברים הלא פעילים הללו, הגבוהות באופן בלתי צפוי מאלה שמחוץ להם, מוסיפה לתככים של אנצלדוס', אמרה מדענית פרויקט Cassini, לינדה שפילקר במעבדת ההנעה הסילון. 'איך באמת נראה האוקיינוס התת-קרקעי החם והאם החיים יכולים היו להתפתח שם? על שאלות אלו נותרו תשובות במשימות עתידיות לעולם האוקיינוס הזה'.
אל תהסס להגיש את הצעות המשימה שלך בקטע ההערות למטה...
איור של אמן של קאסיני נכנס למסלול סביב שבתאי. קרדיט: נאס'א/JPL.
מקורות: זֶה
JPL
עיתון: מאפיינים חריגים מבחינה תרמית בתת הקרקע של שטח הקוטב הדרומי של אנצלדוס' מאת A. Le Gall et al. (2017), פורסם ב- Nature Astronomy