Một trong những bất ngờ lớn nhất từ sứ mệnh Cassini đến Sao Thổ là việc phát hiện ra các mạch nước phun đang hoạt động ở cực nam của mặt trăng Enceladus. Thay vào đó, mặt trăng nhỏ này là một trong những nơi hoạt động mạnh nhất về mặt địa lý trong Hệ Mặt trời.
Bây giờ, một nghiên cứu mới từ dữ liệu của Cassini cho thấy vùng cực nam của Enceladus thậm chí còn ấm hơn dự kiến chỉ một vài feet dưới bề mặt băng giá của nó. Trong khi các nghiên cứu trước đây đã xác nhận một đại dương nước lỏng bên trong Enceladus cung cấp năng lượng cho các mạch nước phun, nghiên cứu mới này cho thấy đại dương có khả năng gần bề mặt hơn so với suy nghĩ trước đây. Ngoài ra - và hấp dẫn nhất - phải có một nguồn nhiệt bên trong mặt trăng không hoàn toàn được hiểu.
Những quan sát này cung cấp một cái nhìn sâu sắc độc đáo về những gì đang diễn ra bên dưới bề mặt, Alice nói, Le Le Gall, một thành viên của nhóm nhạc cụ Cassini RADAR, từ Labouratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), và Đại học Versailles (UVSQ), Pháp. Họ cho thấy rằng một vài mét đầu tiên bên dưới bề mặt của khu vực mà chúng tôi đã điều tra, mặc dù ở độ băng 50-60 K, ấm hơn nhiều so với chúng tôi dự kiến: có thể ấm hơn tới 20 K ở một số nơi. Điều này không thể được giải thích chỉ là kết quả của sự chiếu sáng của Sun, và ở mức độ thấp hơn, hệ thống sưởi Saturn, do đó phải có thêm một nguồn nhiệt.
Dữ liệu vi sóng được thực hiện trong một lần bay gần vào năm 2011 cho thấy có nhiệt dư thừa ở ba vết nứt trên bề mặt Enceladus. Mặc dù tương tự như các tính năng được gọi là Hổ hổ sọc sọc trên mặt trăng này đang tích cực trút các phân tử nước và băng vào không gian, ba vết nứt don don này dường như hoạt động, ít nhất là vào năm 2011.
Các nhà khoa học cho biết các vết nứt dường như không hoạt động nằm trên mặt trăng ấm áp, dưới đáy biển đối với đặc tính động của địa chất Enceladus, cho thấy mặt trăng có thể đã trải qua nhiều giai đoạn hoạt động, ở những nơi khác nhau trên bề mặt.
Flyby 2011 cung cấp lần đầu tiên - và thật không may, những quan sát duy nhất - độ phân giải cao của cực nam Enceladus, ở bước sóng vi sóng.
Nó nhìn một khu vực rộng vòng cung hình hẹp của vùng cực nam, khoảng 25 km (15 dặm) rộng, và nằm chỉ 30 km đến 50 km (18-30 dặm) về phía bắc của gãy xương hổ sọc.
Nhiệt được phát hiện dường như nằm dưới một lớp băng giá lạnh hơn nhiều.
Do các hạn chế hoạt động của flyby 2011, không thể có được các quan sát vi sóng về các gãy xương đang hoạt động. Nhưng điều này cho phép các nhà khoa học quan sát rằng các địa hình dị thường nhiệt của Enceladus vượt xa các sọc hổ.
Phát hiện của họ cho thấy có khả năng toàn bộ khu vực cực nam ấm áp bên dưới, có nghĩa là đại dương Enceladus có thể chỉ cách 2 km dưới bề mặt băng giá mặt trăng ở khu vực đó. Phát hiện này đồng ý với một nghiên cứu năm 2016, dẫn đầu bởi một thành viên khác của nhóm Cassini, Ondrej Cadek, ước tính độ dày của lớp vỏ trên cực nam Enceladus, nhỏ hơn phần còn lại của mặt trăng. nghiên cứu ước tính độ sâu của vỏ băng được ít hơn 5 km (1,2 dặm) ở cực nam, trong khi độ sâu trung bình trên khu vực khác của Enceladus là giữa 18-22 km (11-13 dặm).
Điều gì tạo ra sức nóng bên trong tại Enceladus? Nguồn nhiệt chính vẫn còn là một bí ẩn, nhưng các nhà khoa học cho rằng lực hấp dẫn giữa Enceladus, Sao Thổ và một mặt trăng khác, Dione kéo và uốn cong bên trong Enceladus. Được biết đến như là lực thủy triều, sự giằng co khiến nội thất mặt trăng cọ xát, tạo ra ma sát và nhiệt. Nó cũng tạo ra sự nén ứng suất và biến dạng trên lớp vỏ, dẫn đến sự hình thành các đứt gãy và gãy xương. Điều này lần lượt tạo ra nhiều nhiệt hơn trong các lớp dưới bề mặt. Trong kịch bản này, lớp băng giá mỏng hơn ở vùng cực nam chịu biến dạng thủy triều lớn hơn có nghĩa là nhiều nhiệt được tạo ra để giúp giữ ấm nước ngầm.
Vì các mạch nước phun không được biết cho đến khi Cassini tới Sao Thổ, tàu vũ trụ không có trọng tải cụ thể để nghiên cứu chúng, nhưng các nhà khoa học đã sử dụng các thiết bị theo ý mình để thực hiện các quan sát tốt nhất có thể, bay tàu vũ trụ trong phạm vi 49 km ( 30 dặm) của bề mặt. Để nghiên cứu đầy đủ sự nóng lên của thủy triều - hoặc để xác định xem có nguồn nhiệt nào khác hay không - các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu dữ liệu đã được thực hiện bởi các công cụ Cassini khác nhau. Nhưng vì nhiệm vụ sẽ kết thúc vào tháng 9 năm 2017, nó có thể yêu cầu một nhiệm vụ khác đến mặt trăng hấp dẫn này để tìm ra đầy đủ bí ẩn này.
Phát hiện này mở ra những quan điểm mới để điều tra sự xuất hiện của các điều kiện có thể ở được trên các mặt trăng băng giá của các hành tinh khí khổng lồ, theo ông Elizabeth Altobelli, Nhà khoa học Dự án ESA cho Cassini Thẻ Huygens. Nếu biển Enceladus, biển ngầm thực sự gần bề mặt như nghiên cứu này chỉ ra, thì một nhiệm vụ trong tương lai tới mặt trăng này mang theo một thiết bị âm thanh radar xuyên băng có thể có thể phát hiện ra nó.
Nhiệt độ tìm thấy gần ba gãy xương không hoạt động này cao hơn bất ngờ so với nhiệt độ bên ngoài chúng làm tăng thêm sự tò mò của Enceladus, nhà khoa học dự án Cassini Linda Spilker tại Phòng thí nghiệm động cơ phản lực cho biết. Đại dương ấm dưới lòng đất thực sự như thế nào và cuộc sống có thể phát triển ở đó không? Những câu hỏi này vẫn được trả lời bởi các nhiệm vụ trong tương lai đến thế giới đại dương này.
Vui lòng gửi đề xuất nhiệm vụ của bạn trong phần bình luận bên dưới
Nguồn: ESA
JPL
Bài viết: Các đặc điểm dị thường về nhiệt trong phần dưới bề mặt của địa hình cực nam Enceladusùi của A. Le Gall et al. (2017), được công bố trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên
