Podporuje to názor o slanom oceáne pod povrchom Encelada. Priamo vo výtryskoch sa ale sodík nepotvrdil.
Autormi prvého článku sú Frank Postberg z Heidelbergskej univerzity a tamojšieho Ústavu Maxa Plancka pre jadrovú fyziku s kolegami z Nemecka a Ruska (predmetný vedec pôsobí aj na Leicesterskej univerzite vo Veľkej Británii), druhého Nicholas Schneider z Coloradskej univerzity v Boulderi s kolegami z USA a Veľkej Británie.
Výsledky, ktoré tieto tímy prezentovali, sú na prvý pohľad rozporné. Ale iba na prvý. Celú vec treba rozobrať viac do hĺbky - doslova. Navyše Postbergov tím má údaje o prstenci E zo sondy priamo na mieste, kým Schneiderov výtrysky pozoroval ďalekohľadmi zo Zeme, ktorých detektory pravdepodobne neboli dosť citlivé.
Enceladus kamerou sondy Cassini.
Foto: NASA/JPL
Najnovšia mapa mesiaca Enceladus v podobe, ktorá zodpovedá "rozbalenému" povrchu, zostavená na základe snímkovania sondou Cassini.
Foto: NASA/JPL
Vodné výtrysky
Objav sodíkových solí v zrnkách vodného ľadu, z ktorých sa skladá vonkajší - a najväčší - Saturnov prstenec E, znamenajú výsledok prvoradej dôležitosti. Vedci aj doteraz predpokladali, že tento prstenec sa dlhodobo udržiava najmä materiálom, ktorý sa doň prenáša z mesiaca Enceladus. Inak by už dávno zanikol.
V roku 2005 to potvrdil objav výtryskov z puklín pri južnom póle Encelada. Uskutočnil ho britský tím magnetometrom sondy Cassini. Štyri predmetné pukliny sú dlhé približne 120 kilometrov a majú výrazne vyššiu teplotu ako ich okolie. Vedci ich nazvali „tigrie pásy".
Výtrysky obsahovali popri drobných zrnkách vodného ľadu aj vodnú paru. Zvyčajne zasahujú tisíce kilometrov do medziplanetárneho priestoru. Časť tohto materiálu má takú rýchlosť, že uniká z gravitačného objatia Encelada do prstenca E. Samotný horninovo-ľadový Enceladus má priemer 500 kilometrov a Saturn obieha ako jeho šiesty najväčší mesiac vo vzdialenosti približne 200 tisíc kilometrov raz za 32,9 hodiny.
Enceladus rotuje rovnako rýchlo ako obieha, takže k Saturnu je obrátený stále tou istou stranou. Saturn obehne dvakrát za jeden obeh mesiaca, Dione - sú v takzvanej rezonancii. Výsledné gravitačné prílivové sily zohrievajú vnútro Encelada, čo dodáva energiu pre "pohon" tamojšej geologickej aktivity.
Bližší pohľad na oblasť „tigrieho pásu" v bežnej...
Foto: NASA/JPL
...a reliéfnej podobe.
Foto: NASA/JPL
Teplota v oblasti „tigrích pásov" je hlboko pod nulou Celziovej stupnice, ale predsa len o desiatky stupňov vyššia ako teplota okolia.
Foto: NASA/JPL
Umelecká vízia lanského preletu sondy Cassini nad „tigrím pásom" s vodnými výtryskami.
Ilustrácia: NASA/JPL
Slaný prstenec
Nemecko-ruský tím Franka Postberga teraz pomocou analyzátora kozmického prachu (CDA) Cassini preskúmal zloženie ľadových zrniek v prstenci E, keď ním sonda prelietala. Hoci v nich dominuje vodný ľad, zhruba 6 percent zrniek obsahuje nezanedbateľný podiel sodíkových solí: konkrétne 0,5 až 2 hmotnostné percentá zmesi chloridu sodného, uhličitanu sodného a dvojuhličitanu sodného.
„Sme presvedčení, že hlboko vo vnútri Encelada došlo k vymývaniu slaných minerálov z horniny na dne kvapalnej vrstvy," povedal Frank Postberg. Iba účinkom kvapalnej vody sa mohlo nahromadiť dosť minerálov, aby to vysvetlilo pozorované množstvá solí. Sublimácia - priame uvoľňovanie pary z tuhého ľadu v kôre mesiaca - na to nestačí.
Pozorované pomerné zastúpenie sodíkových solí v ľade prstenca E zodpovedá teoreticky predpovedanému zloženiu oceánu vo vnútri Encelada. Chloridu sodného by v oceánskej vode Encelada mohlo byť až toľko ako vo vode pozemských oceánov. Uhličitany tiež vedú k mierne alkalickej hodnote pH.
Frank Postberg dokonca neváhal zabrúsiť do sféry astrobiológie: „Ak je zdrojom kvapalnej vody oceán, spolu s únikom tepla nameraným pri južnom póli mesiaca a organickými zlúčeninami zistenými vo výtryskoch by to poskytovalo vhodné prostredie pre tvorbu chemických základov života."
Kvapky triezvosti
Také závery ale údaje o Encelade popravde zatiaľ neumožňujú. Nicholas Schneider s kolegami pozoroval oblaky vodnej pary pri Encelade - nie ľadové zrnká - ďalekohľadom Keck 1 na havajskom observatóriu Mauna Kea, ktorý má priemer objektívu 10 metrov, a ďalekohľadom AAT s 3,9-metrovým objektívom v Austrálii. Sodík nezachytili.
Množstvo sodíka vypudzovaného z Encelada je menšie ako pri mnohých iných planetárnych telies. Oceán to ale nevylučuje. Schneiderov tím sa prikláňa k názoru, že ak para pochádza z oceánskej vody, vyparovanie prebieha pomaly hlboko v podzemí: prudká gejzírovitá erupcia slanej vody by do kozmu s parou unášala aj sodík.
A čo na to objavitelia sodíkových solí?
Vedúci tímu Frank Postberg: „Pôvodný pohľad na oblaky Encelada ako prudko vystrekujúce gejzíry, podobné tým v Yellowstonskom národnom parku, sa mení. Viac sa zdajú byť stálymi prúdmi pary a ľadu, dopĺňanými z veľkého rezervoáru. Dosiaľ sa však nedá rozhodnúť, či je táto voda v súčasnosti zachytená v akýchsi obrovských kapsách v hrubej ľadovej kôre Encelada, alebo je stále spojená s veľkým oceánom okolo horninového jadra mesiaca."
Podľa záverov Postbergovho tímu predstavujú zrnká s prímesou sodíkových solí v prstenci E priamo zamrznutú slanú oceánsku vodu, kým ostatné tamojšie zrnká, ktoré túto prímes nemajú, alebo iba veľmi malú, vznikli až dodatočnou kondenzáciou vodnej pary obsiahnutej vo výtryskoch, ktorá prebehla v kozmickom priestore.
Pozorovania Schneiderovho tímu tomu neprotirečia, akokoľvek by sa to zdalo. Obsah sodíka v prstenci E je celkovo taký nízky, že ho použité ďalekohľady a detektory nemohli zachytiť. Vodná para vo výtryskoch by atomárný sodík ani nemala obsahovať. Rozhodnú až ďalšie údaje, hoci tie nové z Cassini zaiste sú vzrušujúce a sugestívne. Zatiaľ treba celú vec brať tak, že vo vzťahu k existencii oceánu vo vnútri Encelada sa porota stále radí.
Model geologickej činnosti vo vnútri Encelada, ktorá vedie ku vodným výtryskom. Vľavo je fotografia Encelada zo sondy Cassini, box vymedzuje časť výrezu z jeho vnútra zobrazenú vpravo, pre názornosť obrátenú o 180 stupňov.
Preklady anglických vpiskov k tejto pravej časti (sprava doľava, zhora nadol): Sublimácia ľadu? Gejzíry kvapalnej vody?; Oblastný pokles spôsobený hromadením roztopeného ľadu; Sčasti roztopený ľad; Stekanie roztopeného ľadu; Koncentrácia zohrievania gravitačnými prílivovými silami; Studený ľad; Zohriaty ľad; Kvapalná voda; Hornina.
Ilustrácia: NASA/JPL
Objav sodíkových solí v Saturnovom prstenci E, zjavne pochádzajúcich z Encelada ako silná indícia vnútorného oceánu, približujú zástupkyňa vedeckého šéfa projektu Cassini Linda Spilkerová z JPL a člen objaviteľského tímu Sasha Kempf z Ústavu Maxa Plancka pre jadrovú fyziku v Heidelbergu a Technickej univerzity v Braunschweigu.
Video: NASA/JPL
Ďalšie roky s Cassini
Najbližšie nové údaje budú môcť vedci získať počas dvoch blízkych preletov sondy Cassini okolo Encelada v novembri tohto roku. Do polovice budúceho roku majú byť ešte dva prelety. A do roku 2015 ďalších dvanásť - ak, pravdaže, vedenie NASA definitívne schváli plánované sedemročné predĺženie misie tejto sondy nazvané Cassini Equinox. (Primárnu cca štvoročnú misiu sonda zavŕšila v júni 2008.)
Verme, že áno. Neschválenie pokračovania prevádzky sondy, ktorá tak úspešne vyše miliardy kilometrov od Slnka, a ktorá - aj keď už „presluhuje" - stále zostáva v skvelej kondícii, čo sľubuje dodatočné vzrušujúce objavy, by kandidovalo na manažérsky lapsus roka. A to je v tejto sfére aktuálne po svete veru riadna konkurencia.
Umelecká vízia sondy Cassini pri Saturne.
Ilustrácia: NASA/JPL
Cassini je spoločný projekt NASA, Európskej kozmickej agentúry ESA a Talianskej kozmickej agentúry. Riadiace stredisko je - ako pri väčšine medziplanetárnych sond s výrazným podielom USA - v Laboratóriu prúdoveho pohonu (JPL) v Kalifornii. Súčasťou sondy bol európsky modul Huygens, v januári 2005 pristál na Saturnovom mesiaci Titan.
Hlavné zdroje: Nature z 25. júna 2009; Komuniké NASA/JPL, University College London a University of Leicester, všetky z 24. júna 2009.
