כאשר קאסיני המשימה הגיעה למערכת סטורן בשנת 2004, היא גילתה משהו די לא צפוי בחצי הכדור הדרומי של אנצלדוס. מתוך מאות סדקים שנמצאו באזור הקוטב, נצפו מעת לעת כמדי מים ומולקולות אורגניות. זו הייתה האינדיקציה הראשונה לכך שלירח של שבתאי יש אולי אוקיינוס פנים שנגרם כתוצאה מפעילות הידרותרמית בסמוך לגבול מעטפת הליבה.
כך עולה ממחקר חדש שהתבסס על קאסיני נתונים, אותם השיגה לפני שצללה לאווירה של שבתאי ב -15 בספטמבר, פעילות זו עשויה להימשך זמן רב. למעשה, צוות המחקר הגיע למסקנה שאם ליבת הירח נקבובית מספיק, הוא יכול היה להפיק מספיק חום בכדי לשמור על אוקיינוס פנים במשך מיליארדי שנים. מחקר זה הוא האינדיקציה המעודדת ביותר עד כה כי פנים אנצ'לדוס יכול לתמוך בחיים.
המחקר, שכותרתו "כוח פעילויות הידרותרמיות ממושכות בתוך אנצ'לדוס", הופיע לאחרונה בכתב העת אסטרונומיה טבע. המחקר הובל על ידי גואל צ'ובל, חוקר במעבדה הפלנטרית והגאודינמית באוניברסיטת ננט, וכלל חברים ממעבדת הנעה סילונית של נאס"א, אוניברסיטת צ'ארלס והמכון למדעי כדור הארץ ומעבדת הגיאו והקוסמוכימיה באוניברסיטה. של היידלברג.
לפני קאסיני המאמרים הרבים של אנצ'אלדוס של המשימה, האמינו מדענים שמשטח הירח הזה מורכב מקרח מוצק. רק לאחר שהבחינו בפעילות הפלומה הם הבינו שיש בו סילוני מים שהשתרעו עד לאוקיאנוס מים חמים שבפנים שלו. מהנתונים שהושגו על ידי קאסיני, מדענים אפילו הצליחו להניח ניחושים משכילים היכן שוכנת האוקיאנוס הפנימי הזה.
על פי כל האמור, אנצלדוס הוא ירח קטן יחסית, שגודלו כ -500 ק"מ בקוטר. בהתבסס על מדידות כוח משיכה שבוצעו על ידי קאסיני, האוקיאנוס הפנימי שלו, ככל הנראה, שוכן מתחת לפני שטח חיצוניים קרחיים בעומקים של 20 עד 25 ק"מ (12.4 עד 15.5 מייל). עם זאת, קרח משטח זה מדלל עד 1 עד 5 ק"מ (0.6 עד 3.1 מיילים) מעל אזור הקוטב הדרומי, שם מטוסי מים וחלקיקים קפואים מפריעים דרך סדקים.
בהתבסס על האופן שבו אנצ'אלדוס מקיף את סטורן עם נדנדה מסוימת (המכונה גם ספרות), מדענים הצליחו להעריך את עומק האוקיאנוס שהם ממקמים 26 עד 31 ק"מ (16 עד 19 ק"מ). כל זה מקיף גרעין המאמינים כי הוא מורכב ממינרלים של סיליקט ומתכת, אך גם הוא נקבובי. למרות כל הממצאים הללו, מקור החום הפנימי נותר דבר של שאלה פתוחה.
מנגנון זה יצטרך להיות פעיל כאשר הירח התגבש לפני מיליארדי שנים והוא פעיל עד היום (כפי שמעיד בפעילות הפלומה הנוכחית). כפי שהסביר ד"ר צ'ובל בהצהרת העיתונות של ESA:
"היכן שאנסדלוס מקבל את הכוח המתמשך להישאר פעיל תמיד היה מעט מסתורין, אך כעת שקלנו ביתר פירוט כיצד המבנה וההרכב של ליבת הסלע של הירח יכולים למלא תפקיד מפתח בהפקת האנרגיה הדרושה."
במשך שנים, מדענים מעריכים כי כוחות הגאות והשפל שנגרמו כתוצאה מהשפעת הכבידה של שבתאי אחראים לחימום הפנימי של אנצלדוס. האופן בו סטורן דוחף ומושך את הירח כשהוא עובר בשביל סגלגל סביב כדור הארץ הוא גם האמין שהוא הגורם לעיוות הקליפה הקפואית של אנצלאדוס, מה שגורם לפיצוחים באזור הקוטב הדרומי. אותם מנגנונים אלה מאמינים שהם האחראים לאוקיאנוס המים החמים הפנימיים של אירופה.
עם זאת, האנרגיה המיוצרת על ידי חיכוך גאות ושפל בקרח חלשה מכדי לאזן את אובדן החום שנראה מהאוקיאנוס. בקצב שבו האוקיאנוס של אנצלדוס מאבד אנרגיה לחלל, הירח כולו היה קופא מוצק תוך 30 מיליון שנה. באופן דומה, התפרקותם הטבעית של אלמנטים רדיואקטיביים בתוך הליבה (שהוצעה גם לירחים אחרים) היא כמאה פעמים חלשה מכדי להסביר את פעילות הפנים והפלומה של אנצלדוס.
כדי לטפל בכך, ד"ר צ'ובל וצוותו ערכו הדמיות של ליבת אנצ'אלדוס כדי לקבוע איזה סוג של תנאים יכולים לאפשר חימום גאות ושפל לאורך מיליארדי שנים. כפי שהם קובעים במחקרם:
"בהיעדר מגבלות ישירות על התכונות המכניות של ליבת אנצ'אלדוס, אנו רואים מגוון רחב של פרמטרים המאפיינים את קצב החיכוך של הגאות והשפל ואת היעילות של הובלת מים בזרימה נקבובית. ניתן לראות בגרעין הלא-מאוחד של אנצ'אלדוס כחומר גרגירי / מקוטע מאוד, בו סביר להניח כי עיוות גאות-גזים קשור לחיכוך בין-גרגרי במהלך סידור מחדש של השברים. "
מה שהם מצאו זה שעל מנת קאסיני תצפיות שיש לוודא, ליבת אנצ'אלדוס צריכה להיות עשויה מסלע נקבובי בלתי מאוחד, מעוות בקלות. אפשר לחדור בקלות את הגרעין הזה על ידי מים נוזליים, אשר יחלחלו אל תוך הליבה והתחממו בהדרגה דרך חיכוך גאות ושפל בין שברי סלע הזזה. ברגע שהמים האלה היו מחוממים מספיק, הם היו עולים כלפי מעלה בגלל הבדלי הטמפרטורה עם סביבתם.
תהליך זה מעביר בסופו של דבר חום לאוקיאנוס הפנימי בצלמים צרים העולים אל הקליפה הקפואית של אנצלאדוס. כשהוא שם, הוא גורם להמסת קרח פני השטח ויוצר בקיעים דרכם מגיעים סילונים לחלל, תוך שהם מפיצים מים, חלקיקי קרח ומינרלים לחות המחדשים את הטבעת האלקטרונית של שבתאי. כל זה עולה בקנה אחד עם התצפיות שנעשו על ידי קאסיני, והוא בר-קיימא מבחינה גאופיזית.
במילים אחרות, מחקר זה מסוגל להראות שפעולה בליבה של אנצ'אלדוס עשויה לייצר את החימום הדרוש לשמירה על אוקיינוס גלובלי ולייצר פעילות פלומה. מכיוון שפעולה זו היא תוצאה של מבנה הגרעין והאינטראקציה הגאות והשפל עם שבתאי, הגיוני לחלוטין שהיא מתרחשת במשך מיליארדי שנים. כך שמעבר לספק את ההסבר הקוהרנטי הראשון לפעילות הפלומה של אנצ'אלדוס, מחקר זה מהווה גם אינדיקציה חזקה ליכולת ההרגלים.
כפי שמדענים הבינו, לחיים לוקח הרבה זמן להתחיל. על פני כדור הארץ מעריכים כי המיקרואורגניזמים הראשונים קמו לאחר 500 מיליון שנה, ולפי ההערכה כי פתחי ההידרותרמיות מילאו תפקיד מפתח בתהליך זה. נדרשו 2.5 מיליארד שנים נוספות עד שהחיים הרב-תאיים הראשונים התפתחו, וצמחים ובעלי חיים יבשתיים קיימים רק במשך 500 מיליון השנים האחרונות.
הידיעה שלירחים כמו אנצלדוס - שיש לה את הכימיה הדרושה לתמיכה בחיים - יש גם את האנרגיה הדרושה במשך מיליארדי שנים, ולכן היא מעודדת מאוד. אפשר רק לדמיין את מה שנמצא ברגע שהמשימות העתידיות יתחילו לבדוק מקרוב את פלומותיה!
