To mały księżyc, ale robi zamieszanie. Wiemy już, dlaczego Enceladus pęka

Kiedy w 2006 r. sonda Cassini przelatywała w pobliżu Enceladusa zwanego też lodowym globem, udało jej się sfotografować potężne gejzery tryskające z tzw. Tygrysich Pasów znajdujących się w okolicach jego południowego bieguna. Dane wykazały, że z tych charakterystycznych szczelin wydostaje się na powierzchnię nawet 200 kilogramów wody na sekundę.

Dokładne badania ruchu księżyca wskazały następnie, że choć na wierzchu Enceladus jest tylko lodową skorupą, to we wnętrzu może znajdować się globalny ocean wody. To z kolei oznacza, że przez szczeliny na biegunie południowym, tzw. Tygrysie Pasy, może "wyciekać" na powierzchnię woda z tego oceanu. Powstało zatem pytanie skąd się te szczeliny wzięły.

Enceladus nie należy do największych księżyców w Układzie Słonecznym. Jego średnica jest siedem razy mniejsza od średnicy Księżyca, który codziennie oglądamy na niebie. W samym układzie Saturna większe od niego są Tytan, Rea, Japet, Dione i Tetyda. Jego zewnętrzną warstwę stanowi gruba na 20-30 kilometrów warstwa lodu. Przy czym w okolicach bieguna grubość lodu drastycznie spada i w niektórych miejscach może wynosić zaledwie 30 metrów.

Z uwagi na to, że lód na powierzchni odbija niemal całe padające na niego światło z powrotem w przestrzeń kosmiczną, na powierzchni księżyca temperatura wynosi w najcieplejszym momencie dnia -198 stopni Celsjusza. Wszystko wskazuje, że gdyby księżyc krążył wokół Saturna sam, byłby jedną wielką kulą lodu. Tak się jednak nie dzieje. Wnętrze Enceladusa rozgrzewane jest pływowo m.in. dzięki temu, że na każde jedno okrążenie dwukrotnie zbliża się on do innego księżyca Dione. Oddziaływania grawitacyjne między nimi rozciągają wnętrze Enceladusa, które dzięki temu nie może się zestalić. Mamy zatem do czynienia z podpowierzchniowym oceanem ciekłej wody, który notabene jest chroniony grubą warstwą lodu przed promieniowaniem pochodzącym z Saturna.

Południowe rejony księżyca mają stosunkowo młodą powierzchnię, która bezustannie odświeżana jest przez wodę tryskającą z tzw. Pasów Tygrysich. Owe swoiste gejzery wyrzucają wodę z prędkością 1200 m/s na wysokość nawet 2300 km. Ziarna lodu wodnego w tych gejzerach zawierają także różnego rodzaju sole. Sole opadają w większości na powierzchnię Enceladusa, a woda ucieka z grawitacyjnych okowów Eneceladusa i zasila tzw. pierścień E, jeden z charakterystycznych pierścieni Saturna.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis stworzyli ostatnio model, który miałby tłumaczyć powstawanie szczelin w Enceladusie, którymi woda z wewnętrznego oceanu mogłaby wydostawać się na powierzchnię księżyca. Model ten uwzględnia trwające setki milionów lat cykle naprzemiennego ogrzewania i ochładzania Enceladusa na skutek ewolucji jego orbity wokół Saturna. W każdym takim cyklu zewnętrzna skorupa lodowa zmniejsza, a następnie zwiększa swoją grubość.

Kiedy skorupa zwiększa swoją grubość, lodu przyrasta przy dolnej powierzchni lodu. Tym samym rośnie ciśnienie wody w oceanie, który nagle ma coraz mniej miejsca. To właśnie ciśnienie wody oraz związane z nim naprężenia w lodzie mogą prowadzić do powstawania Tygrysich Pasów w księżycu. To przez te pęknięcia woda może tryskać na zewnątrz, obniżając tym samym ciśnienie w wewnętrznym oceanie.

Warto tutaj przypomnieć, że 28 października 2015 r. sonda Cassini przeleciała przez jeden z takich gejzerów na wysokości zaledwie 49 km nad powierzchnią Enceladusa, wykrywając podczas przelotu obecność wodoru cząsteczkowego. Czy w sondę uderzyły drobiny wskazujące na życie we wnętrzu Enceladusa? Tego się nie dowiemy. Sonda nigdy nie była przygotowywana do tego typu badań, bowiem gdy startowała z Ziemi, nikt nie wiedział o gejzerach na Enceladusie.

Na sprawdzenie tych teorii przyjdzie nam jednak trochę poczekać. Aktualnie żadna agencja kosmiczna nie planuje kolejnej misji, która mogłaby zbadać Enceladusa. Za kilka lat w kierunku Saturna poleci misja Dragonfly, ale jej celem będzie lądowanie na powierzchni Tytana, największego księżyca planety.

Problem jednak w tym, że nawet jeżeli NASA w najbliższych latach zdecyduje się na rozpoczęcie prac nad jakąkolwiek nową misją do Saturna, to trzeba zakładać, że jej przygotowanie zajmie 5-10 lat, a następnie lot do celu także zajmie ponad pięć lat. Szybko zatem nowych zdjęć Enceladusa z bliska nie zobaczymy.