นับตั้งแต่ยานอวกาศของแคสสินีสำรวจไอน้ำและน้ำแข็งที่เกิดจากการแตกในพื้นผิวน้ำแข็งของเอนเซลาดัสในปี 2548 นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งสมมติฐานว่าอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ตั้งอยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็งนั้นอาจเป็นเชื้อเพลิงแก่ขนนก ตอนนี้การวัดแรงโน้มถ่วงที่รวบรวมโดยแคสสินีได้ยืนยันว่าดวงจันทร์ที่น่าหลงใหลของดาวเสาร์นี้ในความเป็นจริงแล้วมีมหาสมุทรใต้พื้นผิวขนาดใหญ่อยู่ใกล้ขั้วโลกใต้
“ เป็นครั้งแรกที่เราใช้วิธีธรณีฟิสิกส์เพื่อตรวจสอบโครงสร้างภายในของเอนเซลาดัสและข้อมูลบ่งชี้ว่ามีมหาสมุทรขนาดใหญ่ระดับภูมิภาคประมาณ 50 กิโลเมตรใต้ผิวขั้วโลกใต้” เดวิดสตีเวนสันกล่าวจาก Caltech ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมในรายงานการค้นพบตีพิมพ์ในวารสาร Science ปัจจุบัน “ นี่เป็นเรื่องราวที่เป็นไปได้ที่จะอธิบายว่าทำไมน้ำไหลออกมาจากรอยแตกที่เราเห็นที่ขั้วโลกใต้”
เมื่อบินผ่านสามครั้งในปี 2010 และ 2012 ยานอวกาศผ่านระยะทาง 100 กม. จากเอนเซลาดัสสองครั้งในซีกโลกใต้และอีกซีกโลกเหนือหนึ่งครั้ง
ในระหว่างการบินแรงดึงแรงโน้มถ่วงนั้นเปลี่ยนเส้นทางการบินของยานอวกาศเล็กน้อยมากจนเปลี่ยนความเร็วได้เพียง 0.2-0.3 มิลลิเมตรต่อวินาที
มีขนาดเล็กเท่ากับความเบี่ยงเบนเหล่านี้พวกมันถูกตรวจจับได้ในสัญญาณวิทยุของยานอวกาศเมื่อพวกมันถูกฉายแสงกลับมายังโลกซึ่งเป็นเครื่องวัดความแรงโน้มถ่วงของเอนเซลาดัสที่แปรผันไปตามวงโคจรของยานอวกาศ การวัดเหล่านี้สามารถนำมาใช้เพื่ออนุมานการกระจายของมวลภายในดวงจันทร์
ตัวอย่างเช่นแรงโน้มถ่วงที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยอาจแนะนำการปรากฏตัวของภูเขาในขณะที่การอ่านที่ต่ำกว่าค่าเฉลี่ยหมายถึงการขาดดุลจำนวนมาก
บนเอนเซลาดัสนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการตรวจวัดความผิดปกติของมวลเชิงลบที่พื้นผิวของขั้วใต้พร้อมกับบวกหนึ่งถึง 30-40 กม. ด้านล่าง
“ ด้วยการวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของยานอวกาศด้วยวิธีนี้และเมื่อคำนึงถึงภูมิประเทศของดวงจันทร์ที่เราเห็นด้วยกล้องของ Cassini เราจะได้รับหน้าต่างสู่โครงสร้างภายในของ Enceladus” Luciano Iess ผู้เขียนนำกล่าว
“ นี่เป็นวิธีเดียวที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างภายในจากการรับรู้จากระยะไกล” สตีเวนสันกล่าวเสริม
วิธีเดียวที่จะได้การวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นคือการวางเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนบนพื้นผิวของเอนเซลาดัส และนั่นจะไม่เกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้
Stevenson กล่าวว่าคุณลักษณะสำคัญในข้อมูลแรงโน้มถ่วงคือความผิดปกติของมวลเชิงลบที่ขั้วใต้ของเอนเซลาดัส สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อมีมวลน้อยกว่าในบางตำแหน่งมากกว่าที่คาดไว้ในกรณีของวัตถุทรงกลมที่มีรูปร่างเหมือนกัน เนื่องจากมีภาวะซึมเศร้าที่รู้จักกันในพื้นผิวของขั้วใต้ของเอนเซลาดัสนักวิทยาศาสตร์จึงคาดว่าจะพบความผิดปกติของมวลเชิงลบ อย่างไรก็ตามความผิดปกตินั้นค่อนข้างเล็กกว่าที่คาดการณ์ไว้จากภาวะซึมเศร้าเพียงอย่างเดียว
“ การก่อกวนในการเคลื่อนที่ของยานอวกาศนั้นสามารถอธิบายได้ง่ายที่สุดโดยดวงจันทร์ซึ่งมีโครงสร้างภายในแบบไม่สมมาตรเช่นเปลือกน้ำแข็งวางน้ำของเหลวที่ความลึกประมาณ 30-40 กม. ในซีกโลกใต้” Iess กล่าว
ในขณะที่ข้อมูลแรงโน้มถ่วงไม่สามารถแยกออกจากมหาสมุทรโลกได้ทะเลในภูมิภาคที่ทอดตัวจากขั้วโลกใต้ไปยังละติจูด 50 องศา S นั้นสอดคล้องกับภูมิประเทศของดวงจันทร์มากที่สุดและอุณหภูมิในพื้นที่สูงที่สังเกตได้จากการแตกหัก - เรียกว่า
หลายคนกล่าวว่าเอนเซลาดัสเป็นหนึ่งในสถานที่ที่ดีที่สุดในระบบสุริยะเพื่อค้นหาชีวิต นักวิทยาศาสตร์ที่โด่งดัง Carolyn Porco และ Chris McKay มีบทความล่าสุดเรื่อง“ Follow the Plume: The Habitability of Enceladus” ซึ่งพวกเขากล่าวว่าตั้งแต่การวิเคราะห์ขนนกโดยภารกิจ Cassini บ่งชี้ว่า อ่างเก็บน้ำที่ประกอบด้วยคาร์บอนอินทรีย์ไนโตรเจนที่มีทางชีวภาพแหล่งพลังงานรีดอกซ์และเกลืออนินทรีย์” ซึ่งตัวอย่างจากขนนกที่พุ่งออกสู่อวกาศสามารถเข้าถึงได้ด้วยภารกิจ Flyby ราคาประหยัด “ ไม่มีโลกอื่นใดที่บ่งบอกถึงสภาพที่เอื้ออาศัยได้ดี”
การค้นพบล่าสุดโดยแคสสินีทำให้ภารกิจของเอนเซลาดัสน่าหลงใหลยิ่งขึ้น
Paper in Science (paywall)“ สนามแรงโน้มถ่วงและโครงสร้างภายในของเอนเซลาดัส”
แหล่งที่มา: ESA, Caltech
