เมื่อ แคสสินี ภารกิจมาถึงในระบบดาวเสาร์ในปี 2004 มันค้นพบบางสิ่งที่ค่อนข้างคาดไม่ถึงในซีกโลกใต้ของเอนเซลาดัส จากรอยแยกหลายร้อยที่ตั้งอยู่ในบริเวณขั้วโลกมีน้ำและขนแร่โมเลกุลอินทรีย์ถูกพ่นออกมาเป็นระยะ นี่เป็นข้อบ่งชี้แรกที่ว่าดวงจันทร์ของดาวเสาร์อาจมีมหาสมุทรภายในซึ่งเกิดจากกิจกรรมความร้อนใต้น้ำใกล้กับขอบแกนโลกปกคลุม
ตามการศึกษาใหม่บนพื้นฐานของ แคสสินี ข้อมูลที่ได้รับก่อนที่จะดำดิ่งสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์ในวันที่ 15 กันยายนกิจกรรมนี้อาจดำเนินต่อไประยะหนึ่ง ในความเป็นจริงทีมศึกษาได้ข้อสรุปว่าหากแกนกลางของดวงจันทร์นั้นมีรูพรุนมากพอมันอาจสร้างความร้อนได้มากพอที่จะรักษามหาสมุทรภายในไว้ได้เป็นเวลาหลายพันล้านปี การศึกษาครั้งนี้เป็นข้อบ่งชี้ที่ให้กำลังใจมากที่สุด แต่การตกแต่งภายในของเอนเซลาดัสสามารถช่วยชีวิตได้
การศึกษาในหัวข้อ“ การทำกิจกรรมความร้อนใต้พิภพเป็นเวลานานในเอนเซลาดัส” เพิ่งปรากฏในวารสาร ดาราศาสตร์ธรรมชาติ การศึกษานำโดยGaël Choblet นักวิจัยที่มีห้องปฏิบัติการดาวเคราะห์และธรณีศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Nantes และรวมถึงสมาชิกจากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA มหาวิทยาลัย Charles และสถาบันวิทยาศาสตร์โลกและ Geo- และ Cosmochemistry ของมหาวิทยาลัย ของไฮเดลเบิร์ก
ก่อนที่จะ แคสสินี นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพื้นผิวของดวงจันทร์นี้ประกอบด้วยน้ำแข็งแข็ง มันเป็นเพียงหลังจากที่สังเกตเห็นกิจกรรมขนนกที่พวกเขารู้ว่ามันมีไอพ่นน้ำที่ทอดยาวไปจนถึงมหาสมุทรน้ำอุ่นในการตกแต่งภายใน จากข้อมูลที่ได้จาก แคสสินี นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถคาดเดาเกี่ยวกับการที่มหาสมุทรภายในวางอยู่
ทั้งหมดบอกว่าเอนเซลาดัสเป็นดวงจันทร์ที่ค่อนข้างเล็กมีขนาดประมาณ 500 กม. (311 ไมล์) ขึ้นอยู่กับการวัดแรงโน้มถ่วงที่ดำเนินการโดย แคสสินี เชื่อว่ามหาสมุทรภายในนั้นอยู่ใต้พื้นผิวด้านนอกเป็นน้ำแข็งที่ความลึก 20 ถึง 25 กม. (12.4 ถึง 15.5 ไมล์) อย่างไรก็ตามพื้นผิวน้ำแข็งนี้บางลงไปประมาณ 1 ถึง 5 กม. (0.6 ถึง 3.1 ไมล์) เหนือบริเวณขั้วโลกใต้ที่ไอพ่นของน้ำและอนุภาคน้ำแข็งพุ่งผ่านรอยแยก
จากการที่เอนเซลาดัสโคจรรอบดาวเสาร์ด้วยการโยกเยกบางอย่าง (การสั่นสะเทือน) นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินความลึกของมหาสมุทรซึ่งอยู่ที่ 26 ถึง 31 กม. (16 ถึง 19 ไมล์) ทั้งหมดนี้ล้อมรอบแกนกลางซึ่งเชื่อว่าประกอบด้วยแร่ซิลิเกตและโลหะ แต่ยังมีรูพรุนด้วย แม้จะมีการค้นพบทั้งหมดเหล่านี้แหล่งที่มาของความร้อนภายในยังคงเป็นคำถามเปิด
กลไกนี้จะต้องมีการใช้งานอยู่เมื่อดวงจันทร์ก่อตัวเมื่อหลายพันล้านปีก่อนและยังคงทำงานอยู่ในปัจจุบัน (ซึ่งเห็นได้จากกิจกรรมขนนกปัจจุบัน) ดังที่ Dr. Choblet อธิบายไว้ในคำแถลง ESA:
“ ที่เอนเซลาดัสได้รับพลังที่ยั่งยืนเพื่อยังคงใช้งานได้นั้นเป็นเรื่องลึกลับอยู่เสมอ แต่ตอนนี้เราได้พิจารณาอย่างละเอียดแล้วว่าโครงสร้างและองค์ประกอบของแกนหินของดวงจันทร์มีบทบาทสำคัญในการสร้างพลังงานที่จำเป็นอย่างไร”
เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าคลื่นยักษ์ที่เกิดจากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์มีหน้าที่รับผิดชอบความร้อนภายในของเอนเซลาดัส วิธีที่ดาวเสาร์ผลักและดึงดวงจันทร์ตามเส้นทางวงรีรอบโลกนั้นเชื่อกันว่าเป็นสาเหตุที่ทำให้เปลือกน้ำแข็งของเอนเซลาดัสเปลี่ยนรูปทำให้เกิดรอยแยกรอบบริเวณขั้วใต้ กลไกแบบเดียวกันนี้เชื่อกันว่าเป็นสิ่งที่รับผิดชอบต่อมหาสมุทรน้ำอุ่นภายในของยูโรปา
อย่างไรก็ตามพลังงานที่เกิดจากแรงเสียดทานจากน้ำขึ้นน้ำลงในน้ำแข็งนั้นอ่อนแอเกินไปที่จะถ่วงดุลการสูญเสียความร้อนที่เห็นจากมหาสมุทร ในอัตรามหาสมุทรของเอนเซลาดัสกำลังสูญเสียพลังงานไปสู่อวกาศดวงจันทร์ทั้งหมดจะแข็งตัวภายใน 30 ล้านปี ในทำนองเดียวกันการสลายตัวตามธรรมชาติของธาตุกัมมันตรังสีในแกนกลาง (ซึ่งได้รับการแนะนำสำหรับดวงจันทร์อื่น ๆ เช่นกัน) ก็อ่อนแอเกินกว่า 100 เท่าที่จะอธิบายการตกแต่งภายในของเอนเซลาดัสและกิจกรรมขนนก
ในการพูดถึงเรื่องนี้ดร. Choblet และทีมของเขาได้ทำการจำลองแบบจำลองของเอนเซลาดัสเพื่อพิจารณาว่าเงื่อนไขแบบไหนที่จะทำให้กระแสน้ำอุ่นกว่าพันล้านปี ตามที่ระบุในการศึกษา:
“ หากไม่มีข้อ จำกัด โดยตรงเกี่ยวกับคุณสมบัติเชิงกลของแกนเอ็นเซลาดัสเราพิจารณาพารามิเตอร์ที่หลากหลายเพื่อกำหนดอัตราการเสียดสีของคลื่นและประสิทธิภาพของการขนส่งทางน้ำโดยการไหลของรูพรุน แกนกลางที่ไม่มีการรวมกันของเอนเซลาดัสนั้นสามารถมองได้ว่าเป็นวัสดุที่มีความละเอียดสูง / เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยซึ่งความผิดปกติของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงมีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับแรงเสียดทานระหว่างขอบเกรน
สิ่งที่พวกเขาพบคือเพื่อให้ แคสสินี การสังเกตุที่จะถูกพัดพาออกไปแกนกลางของเอนเซลาดัสจะต้องทำจากหินที่ไม่มีรูพรุนรวมกันและทำให้พิการได้ง่ายและมีรูพรุน แกนกลางนี้สามารถแทรกซึมได้ง่ายด้วยน้ำของเหลวซึ่งจะซึมเข้าไปในแกนกลางและค่อยๆร้อนผ่านแรงเสียดทานจากกระแสน้ำระหว่างชิ้นส่วนหินที่เลื่อน เมื่อน้ำร้อนเพียงพอแล้วมันก็จะสูงขึ้นเพราะความแตกต่างของอุณหภูมิกับสภาพแวดล้อม
ในที่สุดกระบวนการนี้จะถ่ายโอนความร้อนไปยังมหาสมุทรภายในด้วยขนนกแคบ ๆ ซึ่งขึ้นไปสู่เปลือกน้ำแข็งของเอนเซลาดัส เมื่อถึงจุดนั้นมันจะทำให้น้ำแข็งบนพื้นผิวละลายและก่อตัวเป็นรอยแยกซึ่งไอพ่นจะพุ่งไปในอวกาศพ่นน้ำน้ำแข็งอนุภาคน้ำแข็งและแร่ธาตุที่ให้ความชุ่มชื้นซึ่งเติม E-Ring ของดาวเสาร์ ทั้งหมดนี้สอดคล้องกับข้อสังเกตที่ทำโดย แคสสินี และยั่งยืนจากมุมมองทางธรณีฟิสิกส์
กล่าวอีกนัยหนึ่งการศึกษานี้สามารถแสดงให้เห็นว่าการกระทำในแกนกลางของเอนเซลาดัสสามารถสร้างความร้อนที่จำเป็นเพื่อรักษามหาสมุทรโลกและสร้างกิจกรรมของขนนก เนื่องจากการกระทำนี้เป็นผลมาจากโครงสร้างของแกนกลางและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลื่นกับดาวเสาร์มันจึงเป็นเหตุผลที่สมบูรณ์แบบที่เกิดขึ้นมานานนับพันล้านปี ดังนั้นนอกเหนือจากการให้คำอธิบายที่สอดคล้องกันเป็นครั้งแรกสำหรับกิจกรรมขนนกของเอนเซลาดัสการศึกษานี้ยังบ่งชี้ถึงความเป็นอยู่ที่ดีอีกด้วย
ตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจชีวิตต้องใช้เวลานานกว่าจะไป บนโลกมีการประมาณว่าจุลินทรีย์ตัวแรกเกิดขึ้นหลังจาก 500 ล้านปีและเชื่อว่าช่องระบายความร้อนจากปล่องน้ำพุร้อนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการดังกล่าว ต้องใช้เวลาอีก 2.5 พันล้านปีสำหรับชีวิตที่มีหลายเซลล์แรกในการวิวัฒนาการและพืชและสัตว์บนบกนั้นมีอยู่ประมาณ 500 ล้านปีที่ผ่านมา
การรู้ว่าดวงจันทร์อย่างเอนเซลาดัสซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตได้รับพลังงานที่จำเป็นสำหรับพันล้านปีจึงเป็นกำลังใจอย่างมาก ใคร ๆ ก็นึกได้ว่าสิ่งที่เราจะพบเมื่อภารกิจในอนาคตเริ่มการตรวจสอบขนนกอย่างใกล้ชิด!
