Gejzíry na Enceladu - 1

V polovině letošního roku oslaví americká kosmická sonda Cassini, vypuštěná 15. 10. 1997, již pět let výzkumu planety Saturn z oběžné dráhy. Za toto období má sonda „na svědomí“ celou řadu pozorování a vědeckých objevů. Ve dvou dílech si připomeneme základní informace o ledovém měsíci Enceladus.

Kolem planety Saturn obíhá 60 dnes známých měsíců. Jedním z nich je Enceladus – ledové těleso o průměru 512 km. Přesto u něj sonda Cassini objevila obrovské gejzíry vodní páry, tryskající z popraskané ledové kůry. Co je příčinou tohoto neočekávaného jevu?

Základní fakta

O objev měsíce Enceladus se v roce 1789 zasloužil William Herschel. Už kosmické sondy Voyager zjistily v 80. letech minulého století, že jeho povrch je velmi světlý – odráží téměř 100 % dopadajícího slunečního světla. Bylo nasnadě, že povrch měsíce je pokryt ledem. Kolem planety Saturn obíhá ve vzdálenosti 230 000 km jednou za 32,9 hodiny. Má tzv. vázanou rotaci (podobně jako náš Měsíc), což znamená, že se kolem vlastní osy otočí za stejnou dobu, za kterou oběhne kolem planety. Z toho plyne, že k planetě Saturn obrací stále stejnou polokouli.

Na jeho povrchu lze spatřit velké množství kráterů, což svědčí o četných kolizích s menšími tělesy. Mnoho z objevených kráterů je silně deformováno vlastní viskozitou ledu a prasklinami v něm. Rychlost těchto změn závisí na teplotě ledu: teplý led snáze podléhá změnám než led chladnější a tvrdší. Na povrchu měsíce Enceladus byly objeveny i projevy tektonické činnosti včetně koryt, srázů, rýh a brázd. Nejpozoruhodnějším typem tektonického působení jsou objevené praskliny. Tyto „kaňony“ mohou být až 200 km dlouhé, 5 až 10 km široké a jeden km hluboké.

Nové informace ze sondy Cassini

Kosmická sonda Cassini prolétla poprvé kolem měsíce Enceladus 9. 3. 2005 ve vzdálenosti 504 km. Během průletu se podařilo získat několik detailních snímků ledového povrchu. Je na nich vidět velké množství kráterů, ale také rovnoběžné i křižující se rýhy, vzniklé v důsledku tektonické činnosti. Povrch vypadá, jako by jej srovnávaly obří „hrábě“. Při druhém průletu 14. 7. 2005 se sonda Cassini přiblížila k povrchu měsíce Enceladus na vzdálenost 172 km. Na pořízených snímcích byly zřetelně zachyceny dlouhé praskliny v oblasti jižního pólu měsíce, pojmenované jako „tygří škrábance“ podle jejich vzhledu. Podařilo se také změřit teplotu povrchu v této oblasti. Nejvyšší hodnoty byly zjištěny v místě pozorovaných prasklin, a to -182 °C. Okolní terén však byl ještě o 17 stupňů chladnější.

Objev obřích gejzírů

Průzkum přístroji na sondě Cassini vedl mj. k objevu „sopečné činnosti“ na Enceladu. Velký počet pozorovaných ledových částic, tryskajících v podobě gejzírů a stálá rychlost, kterou jsou tyto částice produkovány, vyžaduje teplotu v blízkosti bodu tání ledu, jejímž důsledkem je vznik jezer uvnitř ledu, nacházejících se možná jen 10 m pod povrchem měsíce. Tato jezera by se mohla podobat například pozemskému jezeru Vostok, ukrytému pod vrstvou ledu v Antarktidě, v němž je kapalná voda doslova uvězněna.

Při této teplotě může existovat kapalná voda, led i vodní pára. Pára uniká na Enceladu trhlinami v ledové kůře do okolního vakua. Když tato pára expanduje, ochlazuje se a vznikají ledové krystalky, které vytvářejí viditelné části výtrysků kondenzací vodních par. Pára ve výtryscích dosahuje rychlosti zhruba 300 až 500 m/s. Avšak většina zkondenzovaných ledových částic nedosahuje únikové rychlosti, která činí 240 m/s, a proto padá zpět na povrch měsíce Enceladus. Pouze 10 % z nich uniká z přitažlivosti měsíce a podílí se na doplňování Saturnova prstence E.

Co se děje pod povrchem

V současné době je dráha Enceladu v rezonanci 2 : 1 s měsícem Dione (dva oběhy kolem Saturnu vykoná za stejnou dobu, za kterou Dione oběhne kolem planety jedenkrát). Tato rezonance pomáhá udržovat excentrickou dráhu měsíce Enceladus, čímž dochází vlivem slapových sil k nahřívání nitra měsíce, což je základem pro jeho geologickou aktivitu (tzv. kryovulkanismus).

Proměnlivá gravitace má na svědomí střídavé stlačování a uvolňování materiálu, jeho praskání a pohyb ledových ker, čímž se uvolňuje značné množství tepla. To vede k přeměně vodního ledu na kapalnou vodu, ukrytou pod ledovým povrchem měsíce. Nejvíce je takto zahřívána oblast pod jižním pólem Enceladu. Kapalná voda má větší objem, dochází k pnutí a praskání povrchové ledové kůry. Po uvolnění ledové „zátky“ vodní pára včetně vody tryská vzhůru jako z papiňáku.

Zdroj: http://saturn.jpl.nasa.gov/index.cfm

autor: František Martinek