Enceladus sydpol er varm under frosten

I løbet af det seneste årti, den internationale Cassini-mission har afsløret intens aktivitet på den sydlige pol af Saturns iskolde måne, Enceladus, med varme brud, der udlufter vandrige stråler, der antyder et underjordisk hav. En ny undersøgelse, baseret på mikrobølgeobservationer af denne region, viser, at månen er varmere end forventet kun få meter under sin iskolde overflade. Dette tyder på, at varme produceres over et bredt område i dette polare område og transporteres under skorpen, og at Enceladus' reservoir af flydende vand måske lurer kun et par kilometer under.

I 2005, observationer fra NASA/ESA/ASI Cassini-missionen afslørede vanddampe og is, der sprøjtede ud i rummet fra Enceladus' sydpol, Saturns sjettestørste måne. Disse jetfly stammer fra de såkaldte 'tigerstriber' – fire varme brud i månens iskolde overflade. Den salte sammensætning af disse jetfly peger på et underjordisk hav af flydende vand, der kan interagere med Enceladus' stenede kerne, ligner det underjordiske hav, der menes at eksistere på Jupiters måne, Europa.

Mange af Cassinis forbiflyvninger af Enceladus har været dedikeret til at forstå strukturen af ​​det indre af denne fascinerende krop og dens potentielt beboelige vandreservoir. Nu, en undersøgelse baseret på data indsamlet under en tæt forbiflyvning i 2011 indikerer, at månens skjulte hav kan være tættere på overfladen end tidligere antaget.

"Under denne forbiflyvning, vi fik den første og, desværre, kun højopløselige observationer af Enceladus' sydpol ved mikrobølgelængder, " siger Alice Le Gall fra Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observationer Spatiales (LATMOS), og Université Versailles Saint-Quentin (UVSQ), Frankrig. Alice er associeret medlem af Cassini RADAR-instrumentteamet og den ledende videnskabsmand i det nye studie, offentliggjort i dag i Natur astronomi .

"Disse observationer giver et unikt indblik i, hvad der foregår under overfladen. De viser, at de første par meter under overfladen af ​​det område, vi undersøgte, selvom ved en istid på 50-60 K, er meget varmere, end vi havde forventet:sandsynligvis op til 20 K varmere nogle steder, " tilføjer hun

"Dette kan ikke kun forklares som et resultat af Solens belysning og, i mindre grad, Saturns opvarmning, så der skal være en ekstra varmekilde."

Den detekterede varme ser ud til at ligge under et meget koldere frostlag, da der ikke blev fundet nogen lignende anomali i infrarøde observationer af samme region - disse sonderer overfladens temperatur, men er ikke følsomme over for, hvad der er nedenunder.

Observationerne brugt af Alice og hendes samarbejdspartnere dækker en snæver, bueformet skår af det sydlige polarområde, 500 km lang og 25 km bred, og ligger kun 30 km til 50 km nord for tiger-stribe frakturerne. På grund af operationelle begrænsninger ved 2011 forbiflyvningen, det var ikke muligt at opnå mikrobølgeobservationer af selve de aktive brud. Dette havde den fordel, at forskerne kunne observere, at de termisk unormale terræner i Enceladus strækker sig langt ud over tigerstriberne.

"Den termiske anomali, vi ser ved mikrobølgelængder, er især udtalt over tre brud, der ikke er ulig tigerstriberne, bortset fra at de ikke ser ud til at være kilden til jetfly i øjeblikket, " siger Alice.

Disse tilsyneladende sovende brud, der ligger over det varme, underjordisk hav peger på en dynamisk karakter af Enceladus' geologi:Månen kan have oplevet flere episoder af aktivitet på forskellige steder i løbet af sin tidligere historie.

Selvom observationerne kun dækker en lille del af det sydlige polarterræn, det er sandsynligt, at hele regionen er varm nedenunder, og Enceladus' hav kan være kun 2 km under den iskolde overflade. Fundet stemmer godt overens med resultaterne af en nylig undersøgelse, ledet af Ondrej Cadek og udgivet i 2016, som estimerede tykkelsen af ​​skorpen på Enceladus. Med en gennemsnitlig dybde på 18-22 km, indlandsisen ser ud til at reducere til mindre end 5 km ved sydpolen.

Alice og hendes samarbejdspartnere tror, ​​at den underjordiske varmekilde er forbundet med månens tidevandscyklus langs dens excentriske kredsløb omkring Saturn. Dette inducerer spændingskompressioner og deformationer på skorpen, fører til dannelse af forkastninger og brud samtidig med, at de underjordiske lag opvarmes. I dette scenarie, den tyndere iskolde skorpe i sydpolområdet er udsat for en større tidevandsdeformation, på tur, frigiver mere varme og bidrager til at holde det underjordiske vand i flydende form.

"Denne opdagelse åbner nye perspektiver for at undersøge fremkomsten af ​​beboelige forhold på de iskolde måner på gasgigantplaneterne, " siger Nicolas Altobelli, ESA's projektforsker for Cassini-Huygens.

"Hvis Enceladus' underjordiske hav virkelig er så tæt på overfladen, som denne undersøgelse indikerer, så kan en fremtidig mission til denne måne med et isgennemtrængende radar-lydinstrument måske opdage det."