Ohřívání oceánu na měsíci Enceladus po miliardy let
Dostatek tepla pro průběh hydrotermální aktivity uvnitř Saturnova měsíce s oceánem Enceladus po dobu miliard let může být generován tidálním třením. A to za podmínky, že měsíc má vysoce porézní jádro, tvrdí nová studie. Ta se věnuje právě situaci na tomto životem potenciálně vybaveném měsíci.
Práce publikovaná v časopise Nature Astronomy představuje první koncept, který vysvětluje klíčové charakteristiky měsíce Enceladus o průměru 500 m tak, jak je pozorovala meziplanetární sonda Cassini během své mise. Ta skončila letos v září.
Mezi ně patří globální slaný oceán pod ledovým příkrovem s průměrnou sílou 20 až 25 km, který se ztenčuje na 1 až 5 km v jižní polární oblasti. Zde mají výtrysky vodní páry a ledových zrn 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.
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 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.
Přitom jak ukazují data ze sondy Cassini, tak měsíc je stále extrémně aktivní. To svědčí o skutečnosti, že se děje něco jiného.
„Kde získává měsíc Enceladus udržitelnou energii, aby mohl zůstat aktivní, bylo vždy tak trochu záhadou. Nyní jsme ale v mnohem větším detailu než dříve začali přemýšlet, že by struktura a složení kamenného jádra měsíce mohly hrát klíčovou roli v generování nezbytné energie,“ vysvětluje hlavní autor studie Gaël Choblet z University of Nantes ve Francii.
V nových simulacích se předpokládá jádro z nekonsolidovaného snadno deformovatelného a porézního materiálu, do kterého může snadno pronikat voda. Díky tomu 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.
