Oceán Enceladu se skrývá blíž, než jsme si mysleli

- Vesmír autor: Julie Nováková

Od doby, kdy jsme počátkem 80. let na snímcích sond Voyager poprvé zblízka spatřili Saturnův měsíc Enceladus, zůstal tento maličký měsíc ve světle pomyslných reflektorů. Jeho jasný ledový povrch je v jižní části měsíce téměř prostý kráterů, což ukazuje na jeho nízké stáří, a tedy aktivní geologii obnovující povrch. Přítomnost v nejhustší části Saturnova prstence E naznačovala možnost gejzírů doplňujících prstenec ledem. Mohl by i měsíc tak malý, že je průměrem srovnatelný se západo-východní délkou České republiky, hostit vnitřní oceán? Následná pozorování ukázala, že mohl, a čeští vědci z Katedry geofyziky spolu s belgickými a francouzskými spolupracovníky nyní velmi upřesnili hloubku oceánu a sílu ledové kůry měsíce. Ta je tenčí, než jsme se dříve domnívali.

Enceladus

Enceladus,zdroj: NASA

V roce 2004 do soustavy Saturnu vstoupila dodnes aktivní sonda Cassini, která rok nato přinesla první snímky gejzírů tryskajících z oblasti rozsáhlých trhlin v blízkosti jižního pólu Enceladu, přezdívaných tygří pásy. Měření spektra výtrysků postupně potvrdila, že se jedná o vodní led, a to s příměsemi solí a dalších látek, které bychom očekávali u kapalného oceánu v přímém kontaktu s horninou jádra.

Díky svým aktivním gejzírům nabízí Enceladus jedinečnou šanci na výzkum materiálu z podpovrchového oceánu, kterou například u Europy zřejmě hned tak mít nebudeme. Možná ovšem ani jeho ledová kůra nepředstavuje nepřekonatelnou bariéru průzkumu oceánu a jeho hranice s ledem. Nová práce profesora Čadka z Katedry geofyziky MFF UK a jeho kolegů z ČR, Francie a Belgie se zabývá právě mocností ledové slupky měsíce v různých oblastech.

Četná pozorování Enceladu sondou Cassini nám poskytla data o tvaru, gravitačním poli i libraci (výkyvech dráhy při oběhu kolem planety) měsíce. Z nich můžeme odvodit mj. vlastnosti jeho kůry. Původně se na základě tvaru a gravitace předpokládalo, že oceán by mohl být pouze pod jižním pólem, přesnější výpočty ale ukázaly jeho globální rozsah. To potvrdila i měření librace, která navíc udávala mnohem slabší mocnost ledové kůry, než se čekalo – to ale zcela neodpovídalo tvaru a gravitaci.

V souladu s hodnotami všech těchto pozorování, která poprvé uceleně a v novém modelu zahrnujícím elastické chování svrchní kůry zohlednila nová práce, nyní vychází průměrná tloušťka kůry 18 až 22 km (a hloubka oceánu zhruba 45 km), bezmála poloviční oproti úplně původním očekáváním a lépe odpovídající pozorované libraci měsíce.

Nepředstavujte si však, že je ve všech oblastech stejná. Patrně nejsilnější je kolem rovníku, a to až bezmála 40 km, a její mocnost klesá směrem k pólům. Nejtenčí je v oblasti jižního pólu, a to pouhých 1,5 až 5 km – o řád méně, než se předpokládalo dříve.

V případě spodní hranice tohoto rozmezí a využití trhlin v oblasti tygřích pruhů už není tak nemyslitelné v budoucnu vyslat k Enceladu sondu, která by se věnovala přímému průzkumu jeho vnitřního oceánu.

Zatím jsme od postavení podobné sondy ještě daleko a například otázka její komunikace s povrchem dosud není moc vyjasněná, nicméně řada týmů se věnuje testování potřebných technologií a Enceladus by byl ideálním cílem pro podobnou misi.

I bez budoucího pronikání přímo do oceánu jde pro výzkum o skvělou zprávu, protože bychom mohli za pomoci radaru při nízkých průletech velmi detailně zmapovat rozhraní ledu a oceánu.

Odlišnosti v tloušťce kůry v různých oblastech velmi dobře odpovídají popsaným geologickým jednotkám na Enceladu, zejména tenký led s terénem jižního pólu, trochu méně s oblastí lineárně brázděného terénu v rámci starší, krátery poseté severní polární oblasti.

Silný rovníkový led naopak koresponduje s vrásčitými pláněmi, slabší s oblastmi hřebenitého terénu. Model z dostupných dat odvozuje kromě tloušťky ledové kůry i hustotu enceladovského oceánu, která se zřejmě blíží pozemskému. Tento výsledek je v souladu se slaností dosud odhadovanou z analýzy složení gejzírů.

Kromě toho, že studie výrazně zpřesňuje naše odhady mocnosti ledové kůry a oceánu, také mění náš náhled na vývoj Enceladu. Dosti tenká slupka nasvědčuje ještě vyšším než dříve předpokládaným zdrojům tepla, a tedy intenzivnímu uvolňování tepla díky slapovému ohřevu v oblasti jižního polárního terénu a/nebo v porézním jádře, jako navrhl ve své loňské práci James H. Roberts z Univerzity Johnse Hopkinse.

Pokud nedochází k velmi silnému uvolňování tepla v jádře, oceán se možná dnes nachází ve stavu krystalizace a síla ledové kůry tak roste. Dnešní tenká slupka tak může být pozůstatkem období vyšší výstřednosti – "protaženosti" – dráhy měsíce a do budoucna bychom mohli pozorovat vznik trhlinových systémů způsobovaných rozpínáním slupky, protože led má větší objem než voda. Takové změny však probíhají příliš pomalu na to, abychom je mohli pozorovat během svých životů.

Výzkum českých, belgických a francouzských vědců tak přidává další důležitý dílek do fascinující skládanky, kterou je vývoj Enceladu a ke které v nedávné době přispěly například již zmíněný model porézního jádra či zde dříve popsaný model orbitálního vývoje vnitřních měsíců Saturnu naznačující jejich možná velmi nízké stáří. Právě tato skládanka se nám bude hodit pro zvažované další mise k Enceladu, které ji opět rozšíří, a tým autorů současné práce se ledovými měsíci a Enceladem zejména zabývá pravidelně a určitě opět posune dál hranice našeho poznání.

Autorka je externí spolupracovnicí Katedry geofyziky MFF UK

Tagy: Saturn dobývání vesmíru věda a poznání

Zdroje: Vlastní