Under sitt långa uppdrag till Saturn har rymdskeppet Cassini gett oss bild efter en spektakulär bild av Saturnus, dess ringar och Saturnus månar. Bilderna av Saturnus månen Enceladus är av särskilt intresse när det gäller sökandet efter liv.
Vid första anblicken verkar Enceladus liknar andra isiga månar i vårt solsystem. Men Cassini har visat oss att Enceladus kan vara en vagga för utomjordiskt liv.
Vår sökning efter liv i solsystemet är centrerad på närvaron av flytande vatten. Vi kanske inte vet med säkerhet om flytande H2O krävs för livet. Men solsystemet är enormt och ansträngningarna som krävs för att utforska det är enorma. Så det är klokt att starta vår sökning efter livet med sökandet efter flytande vatten. Och i jakten på flytande vatten är Enceladus ett lockande mål.
Även om Enceladus ser ut som en frusen, livlös värld på sin yta, är det det som ligger under sin frigid skorpa som är spännande. Enceladus verkar ha ett hav under marken, åtminstone i det södra polära området. Och det havet kan vara upp till 10 km. djup.
Innan vi dyker in i det, (sorry), här är några grundläggande fakta om Enceladus:
- Enceladus är Saturnus sjätte största måne
- Enceladus är cirka 500 km i diameter (Earth's Moon är 3 474 km i diameter)
- Enceladus upptäcktes 1789 av William Herschel
- Enceladus är ett av de mest reflekterande föremålen i vårt solsystem, på grund av dess isiga yta
2005 spionerade Cassini för första gången plommor med fryst vattenånga som utbröt från den södra polära regionen. Kallade kryovolkaner, efterföljande studie av dem bestämde att de är den troliga källan till Saturnus E-ring. Förekomsten av dessa plommor fick forskare att misstänka att deras källa var ett hav under jorden under Enceladus iskorp.
Att hitta vattenflöden som bryter ut från en måne är en sak, men det är inte bara vatten. Det är saltvatten. Ytterligare studie visade att plommorna också innehöll enkla organiska föreningar. Detta avancerade idén att Enceladus kunde hysa livet.
Gejsrarna är inte det enda beviset för ett hav under jorden på Enceladus. Den södra polära regionen har en slät yta, till skillnad från resten av månen som är markerad med kratrar. Något måste ha jämnat ut den ytan, eftersom det är nästan omöjligt att den södra polära regionen skulle vara fri från slagkratrar.
2005 upptäckte Cassini en varm region i söder, mycket varmare än vad som kan orsakas av solstrålning. Den enda slutsatsen är att Enceladus har en källa till intern uppvärmning. Den interna värmen skulle skapa tillräckligt med geologisk aktivitet för att radera slagkratrar.
Så nu har två villkor för livets existens uppfyllts: flytande vatten och värme.
Källan till värmen på Enceladus var forskarnas nästa fråga. Den frågan är långt ifrån avgjort, och det kan finnas flera värmekällor som fungerar tillsammans. Bland alla möjliga källor för värmen är två mest spännande när det gäller livets sökning: tidvattenuppvärmning och radioaktiv uppvärmning.
Tidvattenuppvärmning är ett resultat av rotations- och omloppskrafter. I Enceladus fall orsakar dessa krafter friktion som sprids som värme. Denna värme håller underytan i flytande form, men hindrar inte ytan från att frysa fast.
Radioaktiv uppvärmning orsakas av sönderfallet av radioaktiva isotoper. Om Enceladus började som en stenig kropp, och om den innehöll tillräckligt med kortlivade isotoper, skulle en enorm mängd värme produceras under flera miljoner år. Denna åtgärd skulle skapa en stenig kärna omgiven av is.
Sedan, om tillräckligt långlivade radioaktiva isotoper var närvarande, skulle de fortsätta producera värme under en mycket längre tid. Radioaktiv uppvärmning räcker dock inte på egen hand. Det måste också finnas tidvattenuppvärmning.
Mer bevis för ett stort hav under havsytan kom 2014. Cassini och Deep Space Network gav gravitometriska mätningar som visade att havet är där. Dessa mätningar visade att det troligtvis finns ett regionalt, om inte globalt, hav som är cirka 10 km tjockt. Mätningar visade också att havet är under ett islager som är 30-40 km tjocka.
Upptäckten av ett varmt, salt hav som innehåller organiska molekyler är mycket spännande och har utvidgat vår idé om vad den bebodda zonen kan vara i vårt solsystem och i andra. Enceladus är alltför långt borta från solen för att förlita sig på solenergi för att upprätthålla liv. Om månar kan tillhandahålla sin egen värme genom tidvattenuppvärmning eller radioaktiv uppvärmning, skulle den bebodda zonen i något solsystem inte bestämmas av närheten till stjärnan eller stjärnorna i centrum.
Cassinis uppdrag närmar sig slutet och det kommer inte att flyga av Enceladus igen. Det har berättat för oss allt det kan om Enceladus. Det är upp till framtida uppdrag att utöka vår förståelse för Enceladus.
Många uppdrag har talats om, inklusive två som föreslår att man flyger genom plommon och tar prov på dem. Ett förslag har ett prov av plommorna som returneras till jorden för studie. Att landa på Enceladus och på något sätt borra genom isen är fortfarande en avlägsen idé som är bättre överlämnad till science fiction, åtminstone för nu.
Huruvida Enceladus kan eller inte hamnar liv är en fråga som inte kommer att besvaras på länge. Faktum är att inte alla forskare håller med om att det finns ett flytande hav där alls. Men oavsett om det gör livet eller inte hamnar i livet, har Cassini tillåtit oss att njuta av den främmande föremålets lockande skönhet.
