101 kicsi gejzír: egy pöfékelő jéghold krónikája

244

Éppen 101 gejzírt sikerült azonosítani az Enceladus holdon a Cassini űrszonda felvételei alapján. A mérések igazolták, hogy a jégpáncél alatt rejtőző, folyékony vízóceánból törnek fel a gejzírek a felszínre.

A Cassini űrszonda egyik legnagyobb felfedezése volt a gejzírek megfigyelése a Szaturnusz aprócska, mindössze 500 km-s Enceladus holdján. Hét évnyi munkával a Cassini módszeresen feltérképezte a hold déli pólusa körüli területet: itt találhatóak a “tigriskarmolások”, vagyis azok a hosszú repedések, ahonnan a kitörések erednek. A felmérés alapján 101 különálló gejzírt sikerült azonosítani a kutatóknak. Infravörös mérések alapján az is kiderült, hogy a gejzírek tövénél apró forró foltok is találhatóak, és ezek segítségével az eredetükre is következtetni lehetett.

20140729_enceladus_kep1
A repedésekből feltörő gejzírek. Forrás: NASA/JPL/CICLOPS

A gejzírek első, 2005-ös megpillantása óta sejtették a kutatók, hogy a Szaturnusz árapályereje keltette erőhatások szoros kapcsolatban lehetnek a kilövellésekkel. Az egyik elképzelés szerint a törésvonalak falainak folyamatos egymáshoz dörgölése miatt fellépő súrlódás hője olvasztja és párologtatja el a jeget, és ez távozik gejzírekként a repedésekből. Mások szerint az árapályerők hatására csak periodikusan szétnyílnak és záródnak a repedések, utat engedve a jégréteg alatti folyékony óceán vízének. Mindeddig azonban nem volt világos, melyik folyamat felelős elsősorban a gejzírekért, vagy hogy a pólus plusz hősugárzása milyen kapcsolatban van a dologgal.

20140729_enceladus_kep2
Az egyedi gejzírek kiindulópontjai és dőlésszögei.

A gejzírek helyzetének meghatározásához a kutatók a földi tájak felmérésénél is alkalmazott háromszögelés módszeréhez folyamodtak. A pozíciók és a kisfelbontású hőtérképek összehasonlítása alapján pedig megállapították, hogy a legaktívabb gejzírek környékén szabadul fel a legtöbb hő. De még ebből sem volt világos, mi is okoz mit: a repedések hője a kitöréseket, vagy fordítva?

A választ a 2010-ben gyűjtött, nagyfelbontású infravörös mérések adták meg. Kiderült, hogy apró, mindössze néhány tíz méteres forró foltok figyelhetőek meg a gejzírek helyén. Ezek a foltok túl kicsik ahhoz, hogy a falak súrlódása keltse őket. Ugyanakkor, ahogy a gejzírek anyaga kitör a repedésből, kicsapódik jégkristályokká, és hőt ad le a víz a környező jégnek. Ez a folyamat már képes kis méretű, lokalizált forró foltokat létrehozni.

„Az eredmények fényében világossá vált, hogy nem a hő kelti a gejzíreket, hanem pont fordítva” – mondta el Carolyn Porco (Space Science Institute, Boulder, USA), a cikk vezető szerzője és a Cassini képalkotó csoport vezetője. „Azt is elárulják ezek az eredmények, hogy a gejzírek nem a felszínen keletkeznek, hanem sokkal mélyebb gyökereik vannak.”

20140729_enceladus_kep3
A gejzírek keletkezési mechanizmusa. A hold déli pólusán, a jég alatt fennmaradt egy kisméretű, folyékony vízóceán. Az árapályerők keltette repedések mentén pedig a felszínre törhet az ott található víz.

A kutatók a Cassini gravitációs méréseinek köszönhetően le tudták szűkíteni egyetlen forrásra a gejzírek eredetét: 30-40 km-rel a jég alatt egy 10 km mély óceánnak kell léteznie, ennek a vize tör fel a felszínre. A kutatók azt is megerősítették, hogy a jégréteget átérő, keskeny repedések teljes hosszukban nyitva tudnak maradni, ha megtelnek folyékony vízzel.

A kutatók, Francis Nimmo (University of California) vezetésével, azt is megvizsgálták, hogyan függ a gejzírek ereje a Szaturnusz árapályerejétől. Azt találták, hogy a hold keringése során magát az erősödést-gyengülést már egy nagyon egyszerű árapálymodell is leírja. Ugyanakkor a gejzírek fel- és eltűnésével már nem áll kapcsolatban a keringés. Valószínű, hogy a repedések egy idő után egyszerűen eldugulnak a falakra kondenzálódó vízjég miatt. A Cassini 2015 végén fogja utoljára szorosan megközelíteni az Enceladust, amikor a már télbe fordult, teljes sötétségbe boruló déli pólus saját hősugárzását mérheti meg még egyszer.

Az eredményeket bemutató szakcikkek az Astronomical Journal folyóiratban jelentek meg.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás