Co způsobuje ohřívání oceánu na měsíci Enceladus?

Dostatek tepla pro průběh hydrotermální aktivity, která probíhá uvnitř Saturnova měsíce s oceánem Enceladus již po dobu několika miliard let, může být generován tidálním třením. A to za podmínky, že má měsíc vysoce porézní jádro. Takové vysvětlení nám ve stručnosti nabízí studie publikovaná v časopise Nature Astronomy vycházející z údajů, které o Enceladu nashromáždila meziplanetární sonda Cassini během své mise.

Životem potenciálně vybavený měsíc Enceladus o průměru přibližně 500 km je vskutku velice zajímavým světem. Z již dříve publikovaných prací například víme, že globální slaný oceán pod ledovým příkrovem s průměrnou sílou 20 až 25 km se ztenčuje na 1 až 5 km v jižní polární oblasti.

Zde tedy mají výtrysky vodní páry a ledových zrn tu nejlepší šanci unikat skrze praskliny v ledu. Složení vyvrženého materiálu studované sondou Cassini odhalilo soli a křemičitý prach. To napovídá formování v horké vodě o teplotě nejméně 90 stupňů Celsia přicházející do kontaktu s velmi porézní horninou.

TIP:   Co na obloze oko nevidí? Třeba záblesky záření gama

Pozorování dále odhalila, že měsíc potřebuje významný zdroj tepla, který bude stokrát silnější, než by se dalo očekávat z přirozeného rozpadu radioaktivních prvků v jádru měsíce. Stejně tak bude sloužit jako prostředek ke ztenčování ledové krusty v oblasti jižního pólu.

Tidální efekt (tidální – působený slapovými jevy) Saturnu je zřejmě původcem erupcí deformujících ledový příkrov postupným střídáním tahu a tlaku s tím, jak se měsíc pohybuje po eliptické orbitální cestě kolem obří planety.

Ovšem energie vytvořená tidálním třením v ledu by sama o sobě byla příliš slabá, aby vyvážila tepelnou ztrátu z oceánu. Celý měsíc by tak zmrzl během nějakých třiceti miliónů let. Ovšem měsíc Enceladus je stále extrémně aktivní. To svědčí o skutečnosti, že se děje něco jiného.

Podle autora studie Gaëla Chobleta (spoluautoři: Gabriel Tobie, Christophe Sotin, Marie Běhounková, Ondřej Čadek, Frank Postberg, Ondřej Souček) hraje klíčovou roli v generování nezbytné energie struktura a složení kamenného jádra měsíce.

V nových simulacích se předpokládá jádro z nekonsolidovaného snadno deformovatelného a porézního materiálu, do kterého může snadno pronikat voda. Díky tomu se může chladná tekutá voda z oceánu dostávat do jádra a postupně se ohřívat působením tidálního tření při pronikání fragmenty horniny s tím, jak klesá hlouběji a hlouběji.

Oběh vody je pak zajištěný tím, že začne stoupat nahoru poté, co se ohřeje více, než je teplota jejího okolí. Tento proces tak v konečném důsledku přenáší teplo úzkými proudy do dna oceánů, kde silně reaguje s horninami. A na dně tyto proudy pronikají přímo do chladnějšího oceánu.

Zdroj: ESA, foto: NASA/JPL/Space Science Institute, NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interior: LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers. Graphic composition: ES. Doporučený odkaz: Powering prolonged hydrothermal activity inside Enceladus