Lehet-e élet az Enceladuson?

A Szaturnusz apró holdja, az Enceladus belsejében az eddigi megfigyelések alapján folyékony vízóceán található. A só- és ammóniatartalma révén csökkent olvadáspontú folyadékban metán is előfordul, amelyet akár élőlények is termelhetnek. Lehet-e valamiféle élet az égitest belsejében?

Fantáziarajz a Cassini-űrszondáról, amint az Enceladus anyagsugarai közelében halad el (NASA, JPL)

Az Enceladus a Szaturnusz 504 km átmérőjű holdja, amely a ritka anyagú E-gyűrű térségében kering. Átlagsűrűsége 1,6 g/cm³, eszerint anyagának közel felét alkothatja vízjég, felét pedig különféle kőzetek. A Cassini-űrszonda megfigyelései igazolták a korábbi feltételezés, mely szerint a felszínéről származó anyagkilövellések táplálják az E-gyűrű anyagát.

Kiderült az is, hogy az Enceladus belső aktivitása néhol eltörölte az idősebb krátereket a felszínen. A legaktívabb a déli sarkvidéki "Tigriskarmolásnak" nevezett térség. Itt négy, a környezeténél kissé melegebb, egymással párhuzamos törésből helyenként anyagsugarak lövellnek ki a világűrbe, másodpercenként közel 200 kg-ot kispriccelve. A repedések 100-130 kilométer hosszúak, 2 kilométer szélesek és közel 500 méter mélyek.

Az Enceladuson a felszíni nehézségi gyorsulás 0,1 m/s², ennek megfelelően a viszonylag szerény sebességgel kirepülő anyagok is végleg elhagyhatják az égitestet. A főleg vízgőzt és vízjégszemcséket tartalmazó anyagsugarak forrására több elgondolás is született. Ezek között szerepel a repedések falainak súrlódása által gerjesztette hő, a jégben lévő gázzárványok kiszabadulása és a felszín alatti folyékony víz jelenléte.

Bár egyelőre nincs perdöntő bizonyíték a harmadik lehetőségre, a szakemberek jelentős része a kilövellt szemcsék jellemzői és a kiáramlási sebesség alapján a felszín alatti víztestet tartja a kiváltó oknak. Feltehetőleg az árapály-eredetű hő, valamint az fagyáspontot csökkentő komponensek révén van olvadt állapotban a felszín alatti anyag.

A változó nagyságú és irányú árapályerők határozzák meg, hogy a repedések mentén mikor és hol törhet ki anyag a felszín alól, és repülhet ki a világűrbe. A visszahulló jégszemek a hold felszínét az egyik legerősebben fényvisszaverő égitestévé teszik a Naprendszerben.

Az Enceladus a gyűrűk felett (NASA)

Az aktív terület sarki helyzete nem véletlen. Feltehetőleg a felszín alatti magasabb hőmérséklettől fellépő hőtágulás miatt kisebb itt a sűrűség a környező jégnél, és a forgás során fellépő erők miatt a külső burok elmozdulásával ez a kis sűrűségű tartomány az egyenlítőtől legtávolabbi pontra vándorolt.

Miből állhat a felszín alatti óceán?

A Cassini-űrszonda 2005-ben az anyagsugarakhoz nagyon közel haladt el. Az ekkor végzett megfigyelések alapján vízjégszemcsék és vízgőz (együttesen 90-94%), metán (0,9%), szén-dioxid (5%), ammónia (0,8%) alkotja az anyagkiáramlásokat. Mindezek mellett kevés hosszabb molekulaláncú szénhidrogén, etilén (C₂H₄) propán (C₃H₈), acetilén (C₂H₂) és formaldehid (CH₂O), valamint argon és kénhidrogén is mutatkozott bizonytalanul.

A belső óceán anyagára a kispriccelt összetevőkből álló E-gyűrű alapján is következtethetünk. A gyűrűben észlelt nátrium alapján valamilyen sók, feltehetőleg nátrium-klorid vagy nátrium-hidrogénkarbonát is lehet az óceánban - bár az eddigi megfigyelések nem akadtak nátrium nyomára a kiáramlásokban. Az ammónia- és a nátriumsók jelentősen csökkenthetik az olvadáspontot, segítve a felszín alatt feltételezett olvadt réteg fennmaradását.

Az Enceladus feltételezett belső szerkezete (MCSE)

A felszín megfigyelése alapján számított hőkiáramlás 55-100 mW lehet négyzetméterenként. A belső eredetű és kisugárzott hő mennyisége a Cassini-űrszonda 2006-os mérései alapján egy év alatt kevesebb mint 15%-kal változott, ennek megfelelően a belső aktivitás legalább éves időskálán közel állandónak tekinthető.

Az Enceladusban a Dione holddal fennálló 2:1 arányú rezonanciakapcsolat árapályhatásától felszabaduló hő mennyisége nagyságrendileg 6 GW körüli. A felszíni hőmérséklet általában 60-75 K körüli, a déli sarkvidéken 90 K-t is elére, amelynél a mélyben lévő víztest hőmérséklete több mint száz fokkal is magasabb lehet.