Óceán vagy zárványok?

Talán mégsem a felszín alatti óceánból, hanem a hold latyakos kérgéből erednek az Enceladus gejzírjei.

A Szaturnusz jeges holdjának felszíne alatt vízóceán rejtőzhet, ezért, amikor a Cassini felvételein felfedezték a hold déli sarkvidékén előtörő gejzíreket, sok csillagász arra gondolt, hogy a kilövellő anyagot begyűjtve egyszerűen mintát lehetne venni az óceánból. (Az „egyszerűen” ebben az esetben meglehetősen relatív fogalom, így nem csoda, hogy egyetlen űrügynökség sem kapott az alkalmon, és nem sietett vízgyűjtő szondát küldeni az Enceladushoz. Mint kiderült, valószínűleg jól tették. – B.E.) A földi tengeri jég vizsgálatára kidolgozott legújabb számítógépes modellek mindenesetre lehűtötték a kedélyeket, ezek eredményei szerint ugyanis az Enceladus gejzírjeiből kilövellő anyag kémiai összetétele eltér a felszín alatti óceánétól.

Az Enceladus felszíne kopár jégsivatag, ahol a hőmérséklet csak ritkán emelkedik –200 °C fölé. A holdat azonban folyamatosan húzzák és nyúzzák, préselik és szorongatják a Szaturnusz és az Enceladus két szomszédja, a Dione és a Tethys árapályerői. Ezek a gravitációs hatások melegen tartják az Enceladus belsejét. A NASA Szaturnusz körül keringő Cassini szondája 2005-ben repült el az Enceladus közelében, az akkor készült felvételeken fedezték fel, hogy a hold déli pólusvidéke környékén vízből és jégszemcsékből álló, gejzírszerű anyagkilövellések figyelhetők meg. A meleg víz a „tigriskarmolásoknak” nevezett négy repedés mentén tör elő a jeges kéreg alól. A tigriskarmolások környéke mintegy 70 °C-kal melegebb a felszín többi részénél, és a repedésekből becslések szerint másodpercenként 250 kg víz lövell ki, méghozzá 2000 km/h körüli sebességgel. Ezek a kriovulkanikus kürtők dobják ki a Szaturnusz ritka E-gyűrűjét alkotó anyagot, vagyis azokat a mikroszkopikus jégszemcséket, amelyek a Mimas és a Titán pályái között keringnek a Szaturnusz körül.

A NASA Cassini űrszondája 2005. július 14-én különösen közel repült el az Enceladushoz. A különböző (UV, látható és infravörös) színképi sávokban készített felvételekből állították össze ezt a hamisszínes kompozitot, a hold déli részén jól felismerhetők a nevezetes „tigriskarmolások”. (Kép: NASA / JPL / Space Science Institute)

A Cassini 2010-es közelrepülései során gyűjtött gravimetriai adatokból következtettek arra, hogy az Enceladus jégkérge alatt kiterjedt vízóceán helyezkedhet el, amelynek vastagsága 30–40 km lehet. Az Enceladus Szaturnusz körüli keringése során mutatott librációjából viszont arra következtettek, hogy a szilárd jégkérget és a hold kőzetekből álló magját egymástól elválasztó óceán 10–30 km mély lehet. (Összehasonlításképpen: a földi óceánok mélysége 3,7 km, az Enceladus átmérője viszont csak kb. 500 km, azaz a Föld átmérőjének még a huszadrészét sem éri el.)

A Cassini 2015-ben keresztülrepült a kilövellő anyagon, és tömegspektrométerével meghatározta az összetételét. A jégben sókon (nátrium-kloridon és nátrium-karbonáton) kívül biológiai szempontból érdekes szerves vegyületeket is találtak, ezért az eredményeket meggyőző bizonyítéknak tekintették arra, hogy a kilövellt anyag a felszín alatti, sós óceánból csőszerű repedéseken keresztül tör a felszínre. Emiatt az Enceladus hirtelen a feltételezett földönkívüli élet egyik első számú lehetséges helyszínévé lépett elő, márpedig a gejzírekből talán egyszerűbb mintát venni, mint keresztülfúrni az Enceladus jégkérgét.

Az Enceladus déli sarkvidéke környékén, a repedések mentén több helyen törtnek elő a gejzírek. A képen több mint 30, különböző nagyságú kitörés figyelhető meg. A képet a Cassini 2009-es közelrepülése idején készített, két nagyfelbontású felvétel egyesítésével állították elő. (Kép: NASA / JPL / SSI)

Ezeket a reményeket foszlatta szét, vagy legalábbis kérdőjelezte meg az Amerikai Geofizikai Szövetség tavaly decemberi összejövetelén Colin Meyer (Dartmouth College), aki a földi tengeri jég és a gleccserek szakértője. Meyer és munkatársai a földi tengeri jég vizsgálatára dolgozták ki számítógépes modelljüket, amelyet az Enceladusra alkalmazva megállapították, hogy a hold jégkérgében olyan zárványok lehetnek, amelyek sós latyakot tartalmaznak, és az árapály okozta mechanikai feszültség és nyírás következtében fejlődő hő tartja bennük a jeget részben olvadt állapotban. Az oldott sók csökkentik a víz fagyáspontját, a sós víz pedig a porózus szerkezetű jégen keresztül a felszínre szivároghat, ahonnan kilövellhet az űr vákuumába. Az olvadékvízben a sók koncentrációja nőhet, amint a víz elpárolog és elszökik a világűrbe. Meyer nem vonja kétségbe a globális felszín alatti óceán létezését, a kilövellő anyag összetételének értelmezését illetően azonban óvatosságra int, mert a mért sótartalom valószínűleg nem az óceánra jellemző, útközben ugyanis megnőhetett az oldatban a sók koncentrációja.

Az Enceladus mélyén rejtőző óceánból a mintavétel tehát korántsem olyan egyszerű, mint ahogyan azt egyesek elképzelték, sőt Meyer véleménye szerint érdemes felülvizsgálni azokat az elképzeléseket is, melyek szerint az óceán életnek adhat otthont. Vigasztalásul azonban hozzáteszi, hogy magukban a nagyobb koncentrációjú sóoldatot tartalmazó zárványokban mégis kialakulhatnak az élet számára megfelelő körülmények.

Kapcsolódó cikkek:
Egy jeges hold forró belseje
Felszín alatti tenger az Enceladuson
Az Enceladus közelében – egy darabig utoljára
Az Enceladus „vizezi” a Szaturnuszt

Kapcsolódó linkek:
A felszín alatti óceánból jönnek-e az Enceladus vízkitörései? (Sky & Telescope)