Raumsonde zum Tauchgang durch Ausbruch aus Saturns eisigen Mond Enceladus Geysire

Saturnmond Enceladus ist ein kosmisches Wunder: ein brillanter weiße Schneeball mit einer unterirdischen Ozean und Eis Vulkane, eingebettet in einen Gasriesen der Ringe. Und basierend auf Proben während der heutigen historischen Vorbeiflug, könnten wir bald wissen, ob dieser unerwartet erdähnlichen Mond bewohnbar ist.

In wenigen Stunden wird der NASA Cassini-Sonde durch die Wolke von Wassereis spuckt aus Risse am Südpol Enceladus Sturzflug. Es werden Proben und Entschlüsselung ihrer Chemie um die Bewohnbarkeit des Mondes unterirdischen Ozean zu beurteilen. Was Cassini findet während dieser Vorbeiflug könnte gut bestimmen, ob NASA eine dedizierte Leben sucht Mission auf Enceladus in der Zukunft sendet.

"Dies ist ein sehr großer Schritt in eine neue Ära der Ozean Welten in unserem Sonnensystem zu erforschen" Cassini Programm Curt Niebur, während einer NASA-Telefonkonferenz am Montag sagte. "Das sind Einrichtungen mit großem Potenzial, Oasen für das Leben zu bieten."

Im Vorgriff auf die wunderbare Wissenschaft kommen betrachten wir was wissen wir über dieses faszinierende saturnische Satelliten, und was wir erwarten können, um heraus zu finden.

Ein geheimnisvollsten kosmischer Schneeball

Wenn Sie vorbei an Saturn eine interplanetare Sabbatical Cruisen auf waren glücklich genug, erhalten Sie möglicherweise eine strahlend weiße Perle auszuspionieren, eingebettet in den Gasriesen staubigen E-Ring 150.000 Meilen vom Planeten selbst. Zücken Sie Ihre Raum-Grade-Ferngläser für einen genaueren Blick. Wenn das Objekt perfekt rund, 310 Meilen breit ist und in einen Heiligenschein des eisigen Körner, dann herzlichen Glückwunsch, mein Freund eingehüllt, hast du Enceladus gefunden.

Die kleinen Saturnmond Enceladus ist abgedeckt in einer dicken Eisdecke, die fast 100 % der ankommenden Sonnenlichtes reflektiert, eines der hellsten Objekte in unserem Sonnensystem. Enceladus erregte die Aufmerksamkeit des Astronomen William Herschel zuerst im Jahre 1789, aber war wenig bekannt über den Mond bis Voyager 1 und 2 segelte vorbei an Saturn in den frühen 1980er Jahren. In den letzten Jahren haben wir bekommen auf Enceladus wissen viel besser dank der NASA Cassini-Sonde, deren hochauflösende Bilder des Mondes eine bunte Mischung aus Kratern Gletscher, eisigen Fissuren und gefrorenen Ebenen zeigen. Wenn die Schwerkraft ein bisschen stärker waren, wäre es ein Langlauf Paradies für Skifahrer.

Enceladus, eingefangen in einem Abstand von 70.000 Meilen von der Raumsonde Cassini am 27. Juli 2015. Wie viele Monde ist Enceladus nördlichen Gelände von Einschlagskratern bedeckt. Land zum Süden ist geprägt von Frakturen und langen, linearen Funktionen. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI

Enceladus vielfältige und weitgehend Krater-freie Oberfläche legt nahe, dass der Mond heute geologisch aktiv ist. Das heißt es kann haben einen heißen Planeten Kern, und während dieser Wärme übrig von dem Mond Bildung sollte vor langer Zeit abgeführt haben, Wissenschaftler spekulieren, dass Enceladus Gezeiten durch gravitative Wechselwirkungen mit Saturn und Mond Dione erhitzt wird. (Die Gezeitenkräfte sind auch gedacht, um Jupiters eruptive Mond Io und vielleicht Europa macht). Der Fall für eine aktive innere wurde verstärkt, als Cassini Enceladus 2005 flogen und entdeckte große Federn des eisigen Material spuckt aus Südpol des Mondes in den Weltraum.

Es gibt über 100 von diesen south polaren Federn, Hurling eisigen Körner durch des Mondes dünne Atmosphäre und ab in den Weltraum mit etwa 800 Meilen pro Stunde. Die Federn erstellen einen Halo aus feinen Nebel, der Saturn E-Ring, eine breite und diffuse Scheibe aus Eis und Staub versorgt. Enceladus ist buchstäblich von Saturn verschlungen wird. Schon sehr früh den Mond Federn wurden zu Jets aus einem Hochdruckschlauch verglichen, aber eine aktuelle Analyse legt nahe, dass "Vorhang Eruptionen," ähnlich wie bei Hawaiis berühmte vulkanische Risse, möglicherweise eine genauere Beschreibung des Materials spuckt aus Meilen lange Risse in der Oberfläche des Mondes.

Collage von Cassini Bilder zeigen lange, Ranke-ähnliche Funktionen ausgehend von Enceladus' south polar Geysire und Fütterung Saturn Ring System. a) und c) sind Computer-erweiterte Versionen von raw Cassini Bilder, während b) und d) sind Computer-generierte Bilder produziert, indem man die Flugbahn des eisigen Partikel aus 36 der aktivsten Geysire. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI

Die Lage des Enceladus eisigen Federn in Bezug auf Hot-Spots von Cassini entdeckt legt nahe, dass die Eruptionen Material aus einem Flüssigkeitsbehälter sich zeichnen tief unter der Oberfläche. Schwerkraft-Daten, die im letzten Jahr in der Wissenschaft veröffentlicht bestätigte das Vorhandensein eines unterirdischen Meeres auf Enceladus Südpol, beginnend ungefähr 22 Meilen (35 km) unter dem Eisschild und sich auf mindestens 50 Grad Breite erstreckt. Erst im vergangenen Monat bestimmt Wissenschaftler, dass Enceladus Ozean des Planeten heißen, felsigen Interieur ganz umfließt. Die Smoking Gun war ein leichtes Wackeln in der Umlaufbahn des Mondes um Saturn, eine Anomalie, die Forscher sagen, das ist einfach "zu groß für eine starre Verbindung zwischen [Ice] Schale und Kern."

Die Struktur des Enceladus Interieur. Image Credit: NASA/JPL

Ein weltumspannenden Ozean ist aufregend genug, aber es kommt noch besser: Wir haben diesen Mond Wolke Wasser probiert, und es ist überraschend erdähnlichen. Proben gesammelt durch frühere Vorbeiflüge von Cassini enthüllt Wasserdampf, einfache organische Verbindungen, Salze und Ammoniak. Anfang dieses Jahres verwendet Carnegie Science Christopher Glein diese Daten eine chemische Enceladus Ozean konstruieren. Seine Arbeit legt nahe, dass das Meer Meerwasser alkalisch, mit einem pH-Wert zwischen 11 und 12.

Während das grundlegende von Erde Standards ist – unsere Ozeane haben einen durchschnittlichen pH-Wert von 8.1 — es ist nicht unbedingt zu basisch. Es gibt alkalische Seen auf der Erde, die verschiedenen mikrobielle Lebensgemeinschaften beherbergen. Hohen pH-Wert des Ozeans wird darüber hinaus am besten durch assimiliert, geochemischen Prozess erklärt, die molekularen Wasserstoff (H2) erzeugt. H2, ist wiederum eine Energiequelle, die Mikroben, die heute in der Erdkruste Leben unterstützt. Diese metabolischen Strategie könnte so alt wie das Leben selbst, vielleicht mit Ursprung in der Tiefsee Öffnungen Milliarden von Jahren.

Konzeptionelles Modell von Enceladus Südpol Federn. Image Credit: NASA / JPL

"Der herausgeführten pH-Wert ist vollständig kompatibel mit Life as we it Know; in der Tat Leben auf der Erde kann unter ähnlichen Bedingungen begonnen haben"Glein und seine Co-Autoren schreiben. "Diese Überlegungen bieten wesentliche Motivation für zukünftige Missionen zu Enceladus als einer bewohnbaren Welt, ob Vergangenheit oder Gegenwart zu erkunden."

Eine Lebensaufgabe Finder?

Offensichtliche Erdverbundenheit des Enceladus Meer legt den Mond auf eine sehr kurze Liste der viel versprechende Kandidaten nach außerirdischen Lebensformen in unserem Sonnensystem. Cornell Astronom Jonathan Lunine hat es so ausgedrückt bei der Eröffnungszeremonie des Carl Sagan Institute in diesem Frühjahr "Alles, was wir über Enceladus kippt in Richtung der Bewohnbarkeit messen."

Eruptionen von Enceladus Südpol (links) modelliert (rechts) als Vorhänge, die entlang Frakturen. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/PSI

Thats, warum Lunine und Kollegen vor kurzem vorgeschlagen Enceladus Leben Finder. Die Life-Finder-Mission, die ich letzten Frühling geschrieben habe, wäre ein leichtes, solarbetriebene Sonde, Segeln durch Enceladus Südpol Federn, Proben und State-of-the-Art-Massenspektrometer für Aminosäuren, Zellmembran-Komponenten und anderen Biosignaturen jagen verwenden soll. Analyse der Kohlenstoff und Wasserstoff-Isotope in Enceladus Meerwasser vorhanden könnte weitere Beweise von Stoffwechselreaktionen anbieten. Innerhalb von Wochen Proben zu sammeln kann eine solche Mission mitteilen, ob Enceladus Leben hat.

Wenn es nach mir ginge, wäre die nächste Mission auf unserer Liste. Aber es eine große Photovoltaik-Anlage gibt zu erkunden und begrenzte Mittel, um dies zu tun. NASA hat bereits eine Europa-Mission in den 2020er Jahren verschrieben. New Horizons ist auf gutem Weg zum Kuipergürtel und wir würden uns freuen für sie weiterhin tun, große Wissenschaft. Die NASA-Discovery-Programm aktuelle Shortlist Low Cost Planetenerkundung Missionen hervorgehoben, andere interessante Ziele, darunter einen verrückten metallischen Asteroiden, die Trojan Asteroiden umkreisen Jupiter, und unsere lange vernachlässigten nächster Nachbar Venus.

Enceladus nicht den neuesten Schnitt gemacht, aber abhängig von den Daten, die Cassini diese Woche sammelt, die winzige Mond einen weiteren Schuss bekommen konnte.

Was passiert heute

Um ca. 11:22 EDT an diesem Mittwoch, Cassini machen noch seine tiefsten Tauchen Enceladus Südpol Stutz, Segeln 18,6 Meilen (30 km) über die Oberfläche des Mondes. Es werden bewegt sich mit einem kräftigen Clip – rund 12.000 Meilen pro Stunde (19.000 km/h) – d.h. der Vorbeiflug wird in einem Bruchteil einer Sekunde vorbei sein. Aber das ist genug Zeit für Cassini, die kleine Probe des Meerwassers benötigt, um einige der dringendsten Fragen über diesen rätselhaften Mond beantworten zu sammeln.

Federn von Enceladus Geysire werden von Saturnshine beleuchtet. Image Credit: NASA/JPL-Caltech, Space Science Institute.

Als Linda Spilker Cassini-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory erklärt in einer Telefonkonferenz am Montag, den heutigen Vorbeiflug hat drei wichtigsten Wissenschaft Ziele. In allererster Linie, Verwendung von Cassini neutrale Massenspektrometer (INMS) zu molekularem Wasserstoff suchen wir den Verdacht vorhanden ist. "Die Messung von H2 ist ein wesentlicher Bestandteil der energetische Grundlage der Bewohnbarkeit auf eisigen Welten" erzählt Glein Gizmodo in einer e-Mail darauf hingewiesen, dass seine Entdeckung "in die Ziele der nächsten Generation Missionen, einschließlich der Enceladus Leben Finder und Probe wieder einfließen würde." Neben der Vertretung einer tragfähige Energiequelle, zufolge Spilker molekularer Wasserstoff "eine unabhängige Linie Beweise für hydrothermale Aktivität statt auf Enceladus Meeresboden bieten würde".

Aber in Ordnung für Enceladus wirklich bewohnbar sein, andere Zutaten neben Wasserstoff vorhanden sein müssen. Das zweite Ziel der Vorbeiflug ist Cassini Cosmic Dust Analyzer (CDA) verwenden, um die breitere Palette von Chemikalien, die in den Mond Meerwasser zu charakterisieren. Wir haben bereits einfache organische Moleküle wie Methan geschnüffelt, aber durch Stichproben näher an die Oberfläche Spilker sagt: "vielleicht finden wir neue organische Stoffe, die wir vorher nicht gesehen oder sind an unseren Nachweisgrenze."

Fünf Saturn Monde befinden sich in diesem Cassini-Porträt (Enceladus leuchtet hell in der Mitte.) Kannst du sie alle erkennen? Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Schließlich am Mittwoch Vorbeiflug wird hoffentlich die Debatte über die Natur der Federn selbst begleichen – egal, ob sie diskrete, Hochdruck Düsen oder Vorhang-Like Eruptionen, haben eine Auszeichnung, die Spilker sagt "Hauptimplikationen für wie lange Enceladus aktiv gewesen wäre." Obwohl Südpol des Mondes von der Sonne zum Zeitpunkt der Vorbeiflug gegenübersehen werden, werden Cassini auch tonnenweise Bilder mit Saturnshine, Sonnenlicht aus dem lokalen Gasriesen Atmosphäre gestreut fangen. Wir erwarten eine phänomenale Sicht auf die Federn, Hintergrundbeleuchtung gegen Saturn und seine Ringe.

Wir gehen nicht, harte Beweise für Leben auf diesem Vorbeiflug zu finden. Aber wir nehmen einen wichtigen Schritt in diese Richtung. Als Niebur sagt, werden Cassini "erzählen uns über die Eigenschaften von diesem Meer und ob das Leben auf Enceladus ist eine entfernte Möglichkeit."

Was wie fortschrittlich Leben möglicherweise auf Enceladus, es existieren sollte? Wir reden fast sicher Mikroben. Aber Spilker sagt "Wenn wir eine Analogie zur Erdoberfläche Ozeane und Arten von Leben in der Nähe von hydrothermalen Quellen verwenden, Sie könnte möglicherweise haben eine sehr vielfältige Gemeinde."

Auch wenn riesige alien Kopffüßer sind ausgeschlossen, entdecken Sie alle Leben auf Enceladus wäre, na ja, weltbewegend. "Die Bedeutung der Entdeckung Leben würde zu erzeugen ist, dass Leben irgendwo existiert anderes," Cassini-Projekt-Manager Earl Maize sagte. "Und wenn es zweimal entstanden – in einem Sonnensystem – die Folgen für wie wahrscheinlich häufig und es entsteht im Universum als Ganzes sind tiefgreifend."

Referenzen

IESS Et Al. 2014. Das Schwerefeld und innere Struktur von Enceladus. Wissenschaft. [Link].

Spitale Et Al. 2015. Vorhang-Eruptionen von Enceladus Süd-polar Terrain. Natur. [Link].

Thomas Et Al. 2015. Enceladus gemessenen physikalischen Libration erfordert einen globalen unterirdischen Ozean. Icarus. [ArXiv Preprint]

Glein Et Al. 2015. Der pH-Wert des Enceladus Ozean. Geochimica et Cosmochimica Acta. [ArXiv Preprint]

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Oben: Enceladus, suspendiert herrlichen Blick über die Ringe des Saturn. Image Credit: NASA / JPL