Maan Enceladus beschikt over een ondergrondse oceaan

Kwintendr

Cassini bevestigt nu eindelijk wat onderzoekers sinds 2005 al vermoeden: onder het oppervlak van Enceladus schuilt een enorme oceaan. De oceaan bevindt zich nabij de zuidpool van de maan van Saturnus, op een diepte van ongeveer 50 kilometer.

Tussen april 2010 en mei 2012 bekeek de ruimtesonde Cassini Enceladus van iets dichterbij. Terwijl de ruimtesonde dat deed, bestudeerden onderzoekers de baan die Cassini volgde. Die baan werd lichtelijk veranderd doordat Enceladus met zijn zwaartekracht aan Cassini trok. Door die verandering te bestuderen, konden de onderzoekers meer te weten komen over het zwaartekrachtsveld van Enceladus en dat vertelde weer meer over de massaverdeling in de maan. “Dit is echt de enige manier om vanaf een afstand iets te weten te komen over de interne structuur,” stelt onderzoeker David Stevenson.

: geiser1.jpg (4.33 KiB) 422 keer bekeken

Foto van Enceladus en zijn geisers

Lees verder

Bronnen: Scientias.nl , Caltech.edu

Exception

So cool!; merci.

Maar ik heb niet goed begrepen hoe Cassini dat bevestigt. Hoe vertelt de verandering van de baan iets over innerlijke structuur, en moet een oceaan de enigste factor zijn die zo'n verandering teweegbrengt ?

Michel Uphoff

Maar ik heb niet goed begrepen hoe Cassini dat bevestigt

De sleutel van de waarnemingen ligt bij het Dopplereffect klik . Aan boord van Cassini is een zeer stabiele microgolf zender. Als Cassini richting Aarde beweegt worden (net als bij het hogere geluid van een naderende brandweerauto) de microgolven iets in elkaar gedrukt, en bij verwijdering van Cassini worden ze wat langer. Door nu zeer nauwkeurig gedurende langere tijd de lengte van die microgolven (via de frequentie) te meten kan uitgerekend worden wat de subtiele snelheidsverschillen van Cassini in de buurt van Enceladus zijn.

Minuscule afwijkingen in de snelheid van de satelliet (ongeveer 0,25 mm per seconde bij een snelheid van meerdere kilometers per seconde) verraden dan de lokale dichtheidsvariaties ten opzichte van een volstrekt homogene Saturnusmaan. In de buurt van een grotere massa immers zal Cassini iets sneller gaan bewegen en bij een minder dichte massa weer wat trager. Zo is gemeten dat Enceladus op diverse plaatsen dichter en minder dicht is dan het gemiddelde (dat ongeveer 1,6 kg/dm³ is). Van die verschillen is een kaart gemaakt:

: Enceladus gravity map.jpg (165.86 KiB) 419 keer bekeken

Gravitatiekaart van Enceladus. Bron: David Stevenson, Caltech

en moet een oceaan de enigste factor zijn die zo'n verandering teweegbrengt?

Nee, dat hoeft niet. De wetenschappers zelf zijn dan ook heel wat voorzichtiger dan het persbericht doet vermoeden: "But to satisfy the observed gravity, it is then neccesary to insert a region of higher-density material rouhgly twice as large as that needed to offset the topographic depression alone and at a depth at least as great as the previous compensation depth estimates. If this material is water and is 8% denser than the surrounding ice, then a layer ~10 km thick is required."

Gezien de bekende gegevens is een zee wel waarschijnlijker dan andere opties. Enceladus heeft geisers aan de zuidpool, die geisers blijken na meting van de samenstelling voornamelijk te bestaan uit zeer koud zout water (mogelijk vermengd met ammoniak). Getijde-invloeden kneden Enceladus en de spuitende geisers zijn wel wat te vergelijken met het sap dat uit een te hard samengeknepen sinaasappel spuit. Zo spuit Enceladus per seconde een paar honderd kilo zout water de ruimte in, en is daarmee de bron van de vage E-ring van Saturnus (afb. 1 en 2).

Dat de zuidpool van Enceladus een heel bijzonder gebied is, blijkt ook uit het oppervlak; De zuidpool ligt ongeveer 1,25 kilometer lager dan de rest van de ijskorst en die korst is daar kennelijk nogal actief want er is aan de zuidpool (de omcirkelde Z in de afbeelding) geen krater te vinden, een teken dat het oppervlak daar geologisch actief is en de inslagkraters uitwist (afb. 3).

Daarom neemt men al langere tijd aan, dat het inwendige van Enceladus door getijde-invloeden maar mogelijk ook door radioactief verval in de rotskern en chemische processen opgewarmd is, en er onder de dikke ijskorst vloeibaar water zou kunnen voorkomen. De exacte oorzaak van de opwarming is overigens niet helemaal duidelijk; vervorming door getijdewerking alleen levert waarschijnlijk te weinig energie.

De metingen aan de microgolven van Cassini brengen het volgende aan het licht: De zwaartekracht aan de zuidpool is minder zwak dan men op grond van de 'kuil' van 1,25 km mag verwachten. Dus moet er onder die kuil iets aanwezig zijn dat zwaarder is dan ijs, maar lichter dan rots. Aan de verdeling van het gravitatieveld is veel gerekend, en de gemeten afwijkingen kunnen verklaard worden door aan te nemen dat er onder het ijs water aanwezig is omdat dat zwaarder is dan ijs. Een waterbassin van ongeveer 10 km diep met een oppervlak ter grootte van Spanje (dus 'gigantisch' en 'oceaan' zijn wat overdreven termen) onder een korst van 30 tot 40 km ijs zou mooi passen in de waarnemingen. Zie de artist impression (afb. 4 niet op schaal).

....

: E_ring_with_Enceladus.jpg (62.64 KiB) 420 keer bekeken

(1) Opname door Cassini van de E-ring met daarin Enceladus. Bron: Nasa

[attachment=15672:799px-Saturn's_Rings_PIA03550.jpg]
(2) De baan van Enceladus rond Saturnus. Klik voor grotere afbeelding. Bron: Nasa

: Enceladusstripes_cassini.jpg (216.66 KiB) 419 keer bekeken

(3) Enceladus door Cassini. Klik voor grote afbeelding. Bron: Nasa

: Enceladus artist impression.png (152.35 KiB) 419 keer bekeken

(4) Artist impression van de verborgen zee. Bron: Nasa

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Maan Enceladus beschikt over een ondergrondse oceaan

Maan Enceladus beschikt over een ondergrondse oceaan

Re: Maan Enceladus beschikt over een ondergrondse oceaan

Re: Maan Enceladus beschikt over een ondergrondse oceaan