2017.11.28. - Súrlódási hő működteti az Enceladus jégvulkánjait

Egy új számítógépes szimuláció szerint az Enceladus porózus kőzetmagját átjáró víz nagyon hatékonyan veszi fel az árapály-súrlódás eredményeként szintén a magban keletkező hőt.

Az 504 km átmérőjű Enceladus a Szaturnusz egyik belső nagy holdja. A bolygót a közeli kísérő 1,4 nap alatt kerüli meg. Az amerikai NASA, az európai ESA és az olasz ASI űrügynökségek által a Szaturnuszhoz küldött Cassini űrszonda megfigyelései alapján a kutatók már 2015-ben kimutatták, hogy az égitesten hidrotermális aktivitás zajlik. A hold jégvulkánjai gázokat, jég- és kőzetszemcséket lövellnek a világűrbe, amit érzékeltek a Cassini műszerei. A kőzetszemcsék az Enceladus jégkérge alatt elterülő óceán fenekéről, 50 km mélységből származnak. A jégpáncél 3–35 km vastag, a vékonyabb értékek a pólusok környékére jellemzőek. Számítógépes szimulációk és laboratóriumi kísérletek arra utalnak, hogy a víz hőmérséklete a mélyben helyenként a 90 °C-ot is meghaladhatja. De honnan származik ez a jégvulkánokat működtető hőenergia, és hogyan kerülnek a kilövellt anyagba porszemcsék?

Ezekre a kérdésekre a franciaországi Nantes egyetemén zajló kutatások találtak választ. A vizsgálatok szerint az Enceladus kőzetmagja porózus, így azt át tudja járni a fölötte lévő óceán vize. Ugyanakkor a közeli Szaturnusz árapályerői jelentős súrlódási hőt generálnak a laza anyagban. A számítógépes szimulációk szerint a kőzeten átáramló víz nagyon hatékonyan veszi fel ezt a hőt, így a víz 90 °C-ra is felhevülhet. A forró víz kiold bizonyos ásványi anyagokat a kőzetből, miközben felfelé áramlik. Ez a víz a kőzetmag felszínén, az óceán fenekén forró foltokat létrehozva, hidrotermális aktivitás révén kerül vissza az óceánba, ahol tovább emelkedik, egészen a jégkéregig. A feláramló víz közben hűl, emiatt szemcséket alkotva csapódnak ki belőle az oldott ásványi anyagok. A forró foltok a hold pólusai közelében összpontosulnak.

Az Enceladus belső szerkezete a mérések, valamint a legfrissebb számítások szerint. A külső jégpáncél vastagsága a pólusokon 3–10 km, az egyenlítőnél 35 km. Az óceán vize beszivárog a magba, amit a Szaturnusz árapály erői fűtenek. A narancssárgával jelölt forró víz a pólusok irányába távozik, és a déli pólus közelében a vékony jégkéreg repedésein át kilövell a világűrbe.
[ESA]

A feláramló meleg víz a pólusok környezetében a jégkérget is elvékonyítja. Ez magyarázza a kéreg nagyon egyenetlen vastagságát. A déli pólus környezetében a meleg feláramló víz a repedéseken át a felszínre is kijut, a por- és jégszemcsék a világűrbe lövellnek. Ezeket figyelhette meg a Cassini űrszonda. A számítások arra is rámutattak, hogy csak ez a hőenergia-forrás képes olvadt állapotban tartani az Enceladus óceánjának vizét. Enélkül az egész óceán kevesebb mint 30 millió év alatt fenékig befagyna.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature Astronomy c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• csillagaszat.hu 2017.11.29.