Saturns frosne måne Enceladus er vert for et salt flytende hav under jordskorpen, og det sprøyter prøver ut som om de våger romfarere til å smake på isens godhet. Den 28. oktober er det nøyaktig hva NASAs Cassini-orbiter vil gjøre, og gjør sitt dypeste dykk noensinne i de flytende plommene som spruter ut i verdensrommet.
Relatert innhold
- Den virvlende stormen over Saturns nordpol endrede farger
- Har Icy Pluto et skjult hav? New Horizons tilbyr nye ledetråder
- Fantastisk nye synspunkter av Enceladus, Saturns sjette største måne
- Disse instrumentene vil hjelpe NASA med å finne ut om livet kan trives med Europa
Dykket gjennom loddene vil gi et glimt av innholdet i det fremmede havet - i tillegg til ledetråder om det er hydrotermiske ventilasjonsåpninger som er aktive på den iskalde månens havbunnen. Avgjørende er at denne ukens nære passering vil være Cassinis nest siste besøk i Enceladus, så astronomer håper å få så mye fersk data som mulig om det vannrike interiøret.
"Det er mange år siden vi har hatt en nær flyby av Enceladus, så vi har hatt mye tid til å se på dataene, " sier Cassini-forsker Mark Perry fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Maryland. "Vi har mange åpne spørsmål, og nå er det ikke mange flybys igjen for å prøve å svare på dem."
Da Cassini-oppdraget ble lansert i 1997, visste forskere allerede at det var noe rart med Enceladus. Månen var lysere enn forventet da den ble sett gjennom et teleskop, og bilder fra Voyager-oppdragene viste en uvanlig, rynkete overflate.
Deretter, i juli 2005, avslørte Cassinis bilder en enorm sky av vanndamp over månens sørpol, produsert av lyse mengder med vann som skyter fra overflaten. Ytterligere analyse avdekket at loddene kommer fra under jordskorpen.
"[Enceladus] skulle være frossent fast for fire milliarder år siden!" Sier Perry. "Det var ikke meningen at det skulle ha væske i seg, enn si å sprute den ut."
Kilden til geysirene forble et mysterium i noen tid. Først trodde forskere at geysirene kanskje tegnet fra et lite, lokalt underjordisk tjern. Først nylig hjalp gravitasjonsdata fra Cassini astronomer med å bestemme at et flytende hav ligger under overflaten av hele månen.
Vannrike geysirer skyter fra Enceladus sørpol i dette Cassini-bildet fra 2010. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute) Cassinis forrige passeringer gjennom loddene viste at de inneholder salt og organisk materiale - noe som antydet at dette havet inneholder mulige byggesteiner for livet. Og til astrobiologenes spenning avslørte nylig analyse av støv rundt Saturn at en strøm av partikler som kommer fra Enceladus plumes inneholder bittesmå kiselrike korn som sannsynligvis dannet seg rundt hydrotermiske ventilasjonsåpninger.
På jorden kan hydrotermiske ventilasjonsåpninger i det dype hav støtte hele livssamfunn, og de kan til og med være et av stedene der levende organismer først utviklet seg på planeten vår. Å bekrefte hydrotermisk aktivitet på Enceladus ville være et sterkt tegn på at den lille månen i dag har miljøer som er egnet for livet.
Perry jobber med Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS), et av de to instrumentene som vil ta nøkkelmålinger når Cassini passerer gjennom plommene denne uken. INMS søker etter tegn på hydrogen som stammer fra dypt under Enceladus 'overflate.
Tidligere passerer gjennom plommene funnet hydrogen, men forskere har ikke klart å avgjøre om det eksisterer alene eller om deteksjonene skyldes nedbrytning av vannmolekyler. For denne flybyen vil INMS være i en spesiell åpen konfigurasjon som endelig vil avdekke om noe av hydrogenet kommer fra samspill mellom berget og havlaget ved aktive ventilasjonsåpninger.
"Det kommer til å bli en veldig fin, enkel, direkte test av denne ideen om at det kan være naturlig hydrogentilførsel fra Enceladus, " sier Bill McKinnon fra Washington University i St. Louis, et annet medlem av Cassinis INMS-team.
En illustrasjon basert på Cassini-data viser hvordan hydrotermisk aktivitet kan se ut på Enceladus. (NASA / JPL-Caltech) I tillegg vil Cassinis Cosmic Dust Analyzer se etter organiske partikler under det kommende dykket. Tidligere prøver av plommene identifiserte flyktige gasser og organiske stoffer, men fra større avstand. Denne ukens dykk vil passere innen 30 mil fra den sørpolare regionen, og forhåpentligvis la romfartøyet til å identifisere noen av de bulkere partiklene som raskt vil falle tilbake mot overflaten.
"Virkelig høydepunktet vil være denne dype prøvetaking av gass og isete partikler, " sier Cassini prosjektforsker Linda Spilker fra NASAs Jet Propulsion Laboratory.
Når det stuper mot planeten, vil romfartøyet også avbilde kilden til loddene, strukturer kalt tigerstriper som skviser over sørpolen av Enceladus. Forskere er fremdeles ikke sikre på om væsken sprenger fra overflaten i individuelle jetfly eller som brede gardiner av materiale, eller som en blanding av de to. Etter å ha passert gjennom loddene, vil romskipet snu seg og fange dem opplyst i sollyset, og potensielt bidra til å løse dette mysteriet.
Cassini vil ikke ha mye lenger tid til å studere Enceladus, ettersom den vil ta sin endelige reise med verden i desember. Romfartøyet i seg selv er i utmerket form, men er nesten tom for drivstoff. I stedet for å miste kontrollen og få håndverket til å krasje inn i spennende måner som Enceladus eller disig Titan, vil Cassini gjøre et vågalt stup mellom Saturns innerste ringer i 2017, studere planetens øvre atmosfære før han forsvinner ned i dypet - en handling Spilker kaller "å gå ut i en glans av herlighet. "
"Vi har lært så mye med Cassini-oppdraget at vi på en måte har skrevet alle bøkene om de iskalde månene, " sa Spilker.
Avslutningen av oppdraget betyr at det kan gå år til tiår før vi får vårt neste nært blikk på en isete måne. NASA og European Space Agency samarbeider om det kommende JUICE-oppdraget for å studere Jupiter og tre av dets måner, men det er ikke planlagt å starte før i 2022. Og et NASA-oppdrag dedikert til Jupiters måne Europa, en annen isete verden med et hav under jorden og mulig plumes, er i verk, men vil heller ikke starte før i 2020-årene.
Perry bemerker likevel at alt som læres på Enceladus, bør forbedres ytterligere i Europa, nå som vi har en bedre ide om hva vi skal se etter. Og mange forskere gir uttrykk for håp om et fremtidig oppdrag for å gå tilbake til Enceladus, denne gangen med instrumenter designet spesielt for dens rør. Et slikt oppdrag kan gjøre at flere flybys, går i bane rundt månen eller til og med lander på den, og bygger på vell av data som er returnert fra Cassinis flybys.
"Det har vært en fantastisk suksess, " sier Francis Nimmo ved University of California, Santa Cruz. "Hvem ville ha gjettet at Enceladus kom til å være så interessant som det viste seg å være."
