Vào năm 2005, tàu vũ trụ NASA Cass Cassini đã cho chúng ta một cái nhìn đáng kinh ngạc về Enceladus đang tuôn ra những vòi phun nước và băng. Bây giờ Enceladus một lần nữa được chú ý khi là mặt trăng duy nhất trong Hệ Mặt trời được biết là đóng góp đáng kể cho hóa học hành tinh mẹ của nó.
Đầu năm nay, ESA đã thông báo rằng Đài quan sát không gian Herschel của họ đã quan sát thấy một khối hơi nước khổng lồ xung quanh Sao Thổ có nguồn gốc từ Enceladus. Nó trải dài khoảng 600.000 km và chạy sâu khoảng 60.000 km, nhưng hơn cả kích thước của nó là những gì nó dường như đang thực hiện thêm nước vào bầu khí quyển phía trên Saturn. Bởi vì hơi nước không thể phát hiện được ở bước sóng khả kiến, quan sát này được xem là sự mặc khải cho phạm vi Herschel.
Paul Hsmchel, nhà khoa học dự án NASA Herschel tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA, Pasadena, California, cho biết, cung cấp thông tin mới đầy ấn tượng về mọi thứ, từ các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta đến các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng.
Trong khi quan sát hồng ngoại Herschel là mới, dấu hiệu của một hình xuyến hơi xung quanh Sao Thổ là sắt. Các nhiệm vụ của NASA Voy Voyager và Hubble đã đưa ra manh mối cho các nhà thiên văn học trong quá khứ. Năm 1997, Đài quan sát không gian hồng ngoại của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã trích dẫn nước trong bầu khí quyển Sao Thổ và hai năm sau đó, Vệ tinh Thiên văn học Sóng ngầm Máy nghiền sóng ngầm của NASA đã xác nhận lại. Nhưng xác nhận này chỉ thêm vào một câu đố. Nước được tìm thấy ở Saturn, tầng mây thấp hơn không thể vượt qua vùng lạnh hơn, tầng trên của sàn So Vậy nước từ đâu đến? Câu trả lời được đưa ra dưới dạng các quan sát của Herschel và một số mô hình máy tính rất sắc sảo.
Một điều tuyệt vời là một mô hình, là một bước lặp trong một chuỗi dài các mô hình đám mây, được xây dựng mà không có kiến thức về quan sát. Tim Cassidy, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ gần đây tại JPL, hiện đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian của Đại học Colorado, Boulder, nói. Những người trong chúng ta trong cộng đồng người mẫu nhỏ này đã sử dụng dữ liệu từ Cassini, Voyager và kính viễn vọng Hubble, cùng với vật lý đã được thiết lập. Chúng tôi không mong đợi những hình ảnh chi tiết như vậy ’hình ảnh của hình xuyến, và trận đấu giữa mô hình và dữ liệu là một bất ngờ tuyệt vời.
Thông qua các mô phỏng này, các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng phần lớn nước trong hình xuyến chỉ đơn giản là bị mất vào không gian và một số bị kéo lại bởi trọng lực để thêm vật liệu vào các vòng Saturn. Tuy nhiên, nó có tỷ lệ 3-5% khiến cho bầu không khí Saturn trở nên thú vị nhất. Có bao nhiêu hơi nước ở ngoài kia? Nhờ kết hợp thông tin từ cả thiết bị Herschel và Máy quang phổ cực tím (UVIS) trên tàu vũ trụ Cassini, chúng tôi đã biết rằng khoảng 12.000 kg đang bị đẩy ra khỏi Enceladus mỗi phút. Bạn có thể hình dung số tiền đó sẽ tăng thêm bao nhiêu trong khoảng thời gian một năm hay không?
Với các phép đo Herschel của hình xuyến từ năm 2009 và 2010 và mô hình đám mây của chúng tôi, chúng tôi đã có thể tính được tốc độ nguồn cho hơi nước đến từ Enceladus, theo ông Cassidy. Lau Nó đồng ý rất chặt chẽ với phát hiện UVIS, sử dụng một phương pháp hoàn toàn khác.
Chúng tôi có thể thấy nước rời khỏi Enceladus và chúng tôi có thể phát hiện ra sản phẩm cuối cùng - oxy nguyên tử - trong hệ thống Sao Thổ, thành viên của nhóm khoa học Cassini UVIS, Candy Hansen, thuộc Viện Khoa học Hành tinh, Tucson, Ariz, nói rất hay với Herschel để theo dõi nơi nó đi trong thời gian đó.
Một tỷ lệ nhỏ cộng với một số lượng lớn mạnh mẽ và các phân tử nước từ hình xuyến tác động đến bầu khí quyển Saturn ở mức độ lớn bằng cách đóng góp hydro và oxy.
Khi nước chảy ra trong hình xuyến, nó phải chịu các quá trình phân tách các phân tử nước, Hans nói, trước tiên là hydro và hydroxit, sau đó hydroxit phân tách thành hydro và oxy nguyên tử. Oxy này được phân tán qua hệ thống Sao Thổ. Sau đó, Cass Cassini đã phát hiện ra oxy nguyên tử khi tiếp cận Sao Thổ, trước khi nó đi vào quỹ đạo. Vào thời điểm đó, không ai biết nó đến từ đâu. Bây giờ chúng tôi làm.
Vài ngày trôi qua, chúng tôi không thể học được điều gì mới về Hệ mặt trời và hoạt động bên trong của nó. Nhờ những quan sát giống như những gì được thực hiện bởi Đài quan sát không gian Herschel và các nhiệm vụ như Cassini-Huygens, chúng tôi có thể hiểu thêm về động lực đằng sau vẻ đẹp và cách một người chơi nhỏ bé có thể đóng vai trò chính.
Hansen cho biết, hiệu ứng sâu sắc của mặt trăng nhỏ này Enceladus có trên Sao Thổ và môi trường của nó thật đáng kinh ngạc, Hansen nói.
Nguồn gốc Câu chuyện: Phát hành Tin tức JPL.
