Saturns frosne måne Enceladus er vært for et salt, flydende hav under dens skorpe, og det sprøjter prøver ud, som om de våger rumfarere til at smage dets gletske godhed. Den 28. oktober er det nøjagtigt, hvad NASAs Cassini-orbiter vil gøre, hvilket gør sit dybeste dybde nogensinde i de flydende huler, der sprutter ud i rummet.
Relateret indhold
- Den virvlende storm over Saturns nordpol ændrede farver
- Har Icy Pluto et skjult hav? Nye horisonter tilbyder nye spor
- Bedøvelse af nye synspunkter på Enceladus, Saturns 6. største største måne
- Disse instrumenter hjælper NASA med at finde ud af, om livet kan trives i Europa
Dykningen gennem hulene giver et glimt af indholdet af det fremmede hav - såvel som ledetråde til, om der er hydrotermiske åbninger, der er aktive på den iskaldte månes havbund. Af afgørende betydning vil denne uges tæt pas være Cassinis næste-sidst besøg i Enceladus, så astronomer håber at få så meget friske data som muligt om det vandige indre.
"Det er år siden, at vi har haft en tæt flyby af Enceladus, så vi har haft en masse tid til at se på dataene, " siger Cassini-videnskabsmand Mark Perry fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Maryland. "Vi har mange åbne spørgsmål, og nu er der ikke mange flybys tilbage for at prøve at besvare dem."
Da Cassini-missionen blev lanceret i 1997, vidste videnskabsmænd allerede, at der var noget mærkeligt ved Enceladus. Månen var lysere end forventet, da den blev set gennem et teleskop, og billeder fra Voyager-missionerne viste en usædvanlig, rynket overflade.
Derefter i juli 2005 afslørede Cassinis billeder en enorm sky af vanddamp over månens sydpol, produceret af lyse vandflader med vand, der skyder fra overfladen. Yderligere analyse afslørede, at lodene kommer fra under skorpen.
"[Enceladus] skulle fryses fast for fire milliarder år siden!" Siger Perry. "Det var på ingen måde meningen, at det skulle have nogen væske i sig, så lad være at sprøjte den ud."
Gejsernes kilde forblev et mysterium i nogen tid. Først troede videnskabsmænd, at gejsere måske trækker fra en lille, lokal underjordisk dam. Først for nylig hjalp tyngdekraftsdata fra Cassini astronomer med at bestemme, at et flydende hav ligger under overfladen af hele månen.
Vandige gejsere skyder fra Enceladus's sydpol i dette Cassini-billede fra 2010. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute) Cassinis forrige gennemgange gennem løvene viste, at de indeholder salt og organisk materiale - hvilket antyder, at dette hav indeholder mulige byggesten for livet. Og til astrobiologers begejstring afslørede den nylige analyse af støv omkring Saturn, at en strøm af partikler, der kommer fra Enceladus 'hul, indeholder små siliciumrige korn, der sandsynligvis dannes omkring hydrotermiske åbninger.
På Jorden kan hydrotermiske åbninger i det dybe hav understøtte hele livssamfund, og de kan endda være et af de steder, hvor levende organismer først udviklede sig på vores planet. Bekræftelse af hydrotermisk aktivitet på Enceladus ville være et stærkt tegn på, at den lille måne i øjeblikket har miljøer, der er egnede til liv.
Perry arbejder med Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS), et af de to instrumenter, der vil tage nøglemålinger, når Cassini passerer gennem røgene denne uge. INMS søger efter tegn på brint, der stammer fra dybt under Enceladus 'overflade.
Tidligere passerer gennem plommerne fundet brint, men forskere har endnu ikke været i stand til at bestemme, om det findes på egen hånd, eller om detektionerne skyldes nedbrydning af vandmolekyler. For denne flyby vil INMS være i en særlig åben konfiguration, der endelig vil afsløre, om noget af brintet kommer fra interaktioner mellem klippen og havlaget ved aktive ventilationsåbninger.
"Det vil være en meget flot, enkel, direkte test af denne idé om, at der muligvis er indfødt brintudluftning fra Enceladus, " siger Bill McKinnon fra Washington University i St. Louis, et andet medlem af Cassinis INMS-team.
En illustration baseret på Cassini-data viser, hvordan hydrotermisk aktivitet kan se ud på Enceladus. (NASA / JPL-Caltech) Derudover vil Cassinis Cosmic Dust Analyzer kigge efter organiske partikler i det kommende dyk. Tidligere prøver af plommene identificerede flygtige gasser og organiske stoffer, men fra en større afstand. Denne uges dykk vil passere inden for 30 miles fra den sydpolære region, og forhåbentlig giver rumfartøjet mulighed for at identificere nogle af de større partikler, der hurtigt vil falde tilbage mod overfladen.
"Virkelig højdepunktet vil være denne dybe prøveudtagning af gas og iskolde partikler, " siger Cassini-projektforsker Linda Spilker fra NASAs Jet Propulsion Laboratory.
Når det kaster sig ud mod planeten, vil rumfartøjet også afbilde kilden til røgene, strukturer kaldet tigerstriber, der skrider hen over sydpolen af Enceladus. Videnskabsmænd er stadig ikke sikre på, om væsken sprænger fra overfladen i individuelle jetfly eller som brede gardiner af materiale, eller som en blanding af de to. Når rumfartøjet er passeret gennem hulene, vil det dreje rundt og fange dem oplyst i sollys, hvilket potentielt kan hjælpe med at løse dette mysterium.
Cassini har ikke meget længere tid til at studere Enceladus, da det vil tage sin sidste rejse med verden i december. Rumfartøjet i sig selv er i fremragende form, men er næsten tør for brændstof. I stedet for at miste kontrollen og få håndværket til at gå ned i spændende måner som Enceladus eller uklar Titan, vil Cassini lave et vågeligt spring mellem Saturns inderste ringe i 2017, hvor han studerer planetens øvre atmosfære, før han forsvinder ned i dens dybder - en handling Spilker kalder "går ud i en glans af herlighed. "
"Vi har lært så meget med Cassini-missionen, at vi på en måde har omskrevet alle bøger om de iskolde måner, " sagde Spilker.
Afslutningen af missionen betyder, at det kan vare år til årtier, indtil vi får vores næste kig på en iskald måne. NASA og Det Europæiske Rumorganisation samarbejder om den kommende JUICE-mission for at studere Jupiter og tre af dens måner, men det er ikke beregnet til at blive lanceret før i 2022. Og en NASA-mission dedikeret til Jupiters måne Europa, en anden iskald verden med et hav under jorden og muligt plumes, er i værkerne, men ville heller ikke lancere før i 2020'erne.
Perry bemærker stadig, at alt, hvad vi lærte hos Enceladus, bør forbedres yderligere i Europa, nu hvor vi har en bedre idé om, hvad vi skal kigge efter. Og mange videnskabsfolk udtrykker håb om en fremtidig mission for at genoptage Enceladus, denne gang med instrumenter, der er specielt designet til dens blæser. En sådan mission kunne gøre flere flybys, bane rundt om månen eller endda lande på den og bygge på det væld af data, der er returneret fra Cassinis flybys.
"Det har været en storslået succes, " siger Francis Nimmo ved University of California, Santa Cruz. "Hvem ville have gætt, at Enceladus ville være så interessant, som det viste sig at være."
