NASA: s Cassini-rymdskepp har varit på jakt efter atomärt syre sedan det kom till Saturnus. Den upptäckte att stora mörka sprickor runt dess södra pol var varma och spritade ut vattenånga och ispartiklar. Cassini kommer att titta igen 2008 då det kommer att göra ytterligare ett nära flyby.
Atomiskt syre kunde aldrig förväxlas med dyr parfym. Men precis som en doft som kvarstår i luften i ett tomt rum erbjuder antydningar om en tidigare ockupant, så visade syre molnet som Cassini-rymdskeppet mötte när det först närmade sig Saturn som ett telefonkort från en annan himmelsk närvaro, den lilla månen Enceladus.
Syre var den första ledtråden som mycket mer pågår under Enceladus iskalla yta än den först dök upp. Det tog ett tag för forskare att få meddelandet. Att spåra upp syrekällan ledde dem till en mest ovanlig plats i solsystemet, en plats som kan inneha en av de sällsynta och mest eftertraktade ämnena i universum - flytande vatten.
Nu ser du det, nu gör du inte det
Cassinis ultraviolettavbildningsspektrograf gjorde sin första undersökning av Saturnus atmosfär sent i december 2003 när rymdskeppet närmade sig slutet av sin sjuåriga resa till den ringade planeten. Tillsammans med det förväntade väte, länge känt för att vara gasjättens huvudkomponent, upptäckte spektrografen närvaron av syre. "Vi var de första som upptäckte syre i Saturn-systemet," säger Dr. Larry Esposito från University of Colorado, huvudutredare för instrumentet. Eftersom Saturnus ringar är mestadels gjorda av vattenis, var det inte förvånande att hitta en ingrediens av vatten, syre, i Saturnus atmosfär, förklarar han. Syre de observerade var i form av enstaka syreatomer, kallad atomiskt syre, som i vatten, H2O.
I januari 2004, när det såg igen på Saturnus atmosfär, fann det en massiv syrebubbla nära Saturnus yttersta ring, E-ringen. Sedan bara några månader senare var mycket av syre borta. "Det som var förvånande var mängden syre som vi såg och hur det förändrades," säger Esposito. "Detta var det första tecknet på att något ovanligt pågick."
"Vår första idé var att kollisionerna mellan små månar i ringarna skulle släppa små isblåsor och att isen skulle brytas ner i dess atomer, varav en skulle vara atomärt syre," förklarar Esposito. "Vi lägger fram denna hypotes, men idén verkade inte fungera."
Det som fungerade var en mängd observationer våren 2005 som visade att något mycket konstigt ägde rum på Enceladus, som just händer med omloppsbana inom E-ringen, där det mystiska syremolnet först upptäcktes. Cassinis magnetometer visade att månen hade en atmosfär. För liten för att ha tillräckligt med tyngdkraft för att hålla fast i en atmosfär mycket länge, Enceladus var tvungen att ha en stadig gaskälla, som gejsrar, för att hålla en atmosfär igång. Den kosmiska dammanalysatorn upptäckte en ström av partiklar runt Enceladus. Forskarna undrade om dessa partiklar kunde komma från månen eller från E-ringen och om kanske själva månen är källan till ispartiklar för E-ringen.
Cassini vetenskapsteam var ivriga att titta närmare. Uppdragsnavigatörerna omformade rymdfarkostens bana för att föra det närmare Enceladus än tidigare planerats. "Detta är en stor fördel med ett uppdrag som Cassini," enligt Esposito. "Du flyger inte bara en gång, du kan följa upp när något verkar lovande."
Redo för en närbild
I juli 2005 kryssade Cassini bara 175 kilometer från Enceladus. Rymdskeppets instrument avslöjade att de stora mörka sprickorna, kallas "tigerränder", på månens sydpol var varma och spädde ut vattenånga och ispartiklar.
Flybyen inträffade precis när en stjärna rörde sig bakom månens södra pol. "När vi såg månen släcka ljuset från stjärnan identifierade spektrometern syre," säger Esposito. ”Starlighten visade vattenmolekyler mellan oss - rymdskeppet - och stjärnan. Det visade ett lokalt vattenmoln nära Enceladus. ”
"Vi kunde mäta molnens form, uppskatta mängden vatten som den innehöll och hur mycket det skulle förstöras och producera syre," säger Esposito. Mängden vatten de såg, ungefär en miljon ton, var exakt den som behövdes för att ge ett moln av syre som det de först observerade nära E-ringen mer än ett år tidigare. "Det här var ett mycket glädjande resultat", säger Esposito. "Vi mätte två nya distinkta fenomen och fann att de passar ihop."
Mysteriet med det atomära syret löstes. Samtidigt avslöjade dess källa, den minskande Enceladus sig vara helt annorlunda än den kalla, döda isiga månen den borde ha varit. Liten som den är, den har en inre värmekälla och är geologiskt aktiv. Dess gejsrar kastar ut tillräckligt med vattenånga och is för att upprätthålla månens atmosfär, mata den stora E-ringen och sönderdelas i syremoln som den som först upptäcktes av Cassini på väg till Saturnus.
Inte långt under månens snöiga vita yta, säger forskare, kan det vara stora pooler med flytande vatten, värmas av samma värmekälla som driver sina gejsrar. Dess potential för vatten sätter Enceladus i en elitgrupp av platser där livet kan existera. Cassini-rymdskeppet kommer att svänga tillbaka 2008 för en annan look.
Klicka här för att lära dig mer om Enceladus.
Originalkälla: NASA / JPL / SSI News Release
