In het afgelopen decennium is de internationale Cassini-missie heeft intense activiteit onthuld op de zuidpool van de ijzige maan van Saturnus, Enceladus, met warme breuken die waterrijke jets ventileren die wijzen op een ondergrondse zee. Een nieuwe studie, gebaseerd op microgolfobservaties van deze regio, laat zien dat de maan slechts een paar meter onder het ijzige oppervlak warmer is dan verwacht. Dit suggereert dat warmte wordt geproduceerd over een breed gebied in dit poolgebied en onder de korst wordt getransporteerd, en dat Enceladus' reservoir met vloeibaar water zich slechts een paar kilometer lager zou kunnen bevinden.

In 2005, waarnemingen door de NASA/ESA/ASI Cassini-missie onthulden pluimen van waterdamp en ijs die vanaf de zuidpool van Enceladus de ruimte in spuiten, de zesde grootste maan van Saturnus. Deze jets zijn afkomstig van de zogenaamde 'tijgerstrepen' - vier warme breuken in het ijzige oppervlak van de maan. De zoute samenstelling van deze jets wijst op een ondergrondse zee van vloeibaar water die een wisselwerking zou kunnen hebben met de rotsachtige kern van Enceladus, vergelijkbaar met de ondergrondse oceaan die wordt verondersteld te bestaan ​​op de maan van Jupiter, Europa.

Veel van Cassini's flybys van Enceladus zijn gewijd aan het begrijpen van de structuur van het interieur van dit fascinerende lichaam en zijn potentieel bewoonbare waterreservoir. Nutsvoorzieningen, een onderzoek op basis van gegevens verzameld tijdens een close-up in 2011 geeft aan dat de verborgen zee van de maan mogelijk dichter bij het oppervlak is dan eerder werd gedacht.

"Tijdens deze vlucht we kregen de eerste en, helaas, alleen waarnemingen met hoge resolutie van de zuidpool van Enceladus op microgolfgolflengten, " zegt Alice Le Gall van Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observaties Spatiales (LATMOS), en Université Versailles Saint-Quentin (UVSQ), Frankrijk. Alice is een geassocieerd lid van het Cassini RADAR-instrumententeam en de hoofdwetenschapper van de nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Natuurastronomie .

"Deze waarnemingen geven een uniek inzicht in wat er onder de oppervlakte gebeurt. Ze laten zien dat de eerste paar meter onder het oppervlak van het gebied dat we hebben onderzocht, hoewel bij een ijstijd van 50-60 K, zijn veel warmer dan we hadden verwacht:waarschijnlijk tot 20 K warmer op sommige plaatsen, " zij voegt toe

"Dit kan niet alleen worden verklaard door de verlichting van de zon en, in mindere mate, Saturnus is aan het opwarmen, dus er moet een extra warmtebron zijn."

De gedetecteerde warmte lijkt onder een veel koudere laag rijp te liggen, aangezien er geen vergelijkbare anomalie werd gevonden in infraroodwaarnemingen van hetzelfde gebied - deze tasten de temperatuur van het oppervlak af, maar zijn niet gevoelig voor wat eronder is.

De waarnemingen die Alice en haar medewerkers hebben gebruikt, bestrijken een smal, boogvormige strook van het zuidelijke poolgebied, ongeveer 500 km lang en 25 km breed, en ligt op slechts 30 km tot 50 km ten noorden van de tijgerstreepbreuken. Vanwege operationele beperkingen van de flyby van 2011, het was niet mogelijk microgolfwaarnemingen van de actieve fracturen zelf te verkrijgen. Dit had het voordeel dat de wetenschappers konden waarnemen dat de thermisch afwijkende terreinen van Enceladus zich ver buiten de tijgerstrepen uitstrekken.

"De thermische anomalie die we zien bij microgolfgolflengten is vooral uitgesproken over drie breuken die niet anders zijn dan de tijgerstrepen, behalve dat ze op dit moment niet de bron van jets lijken te zijn, ' zegt Alice.

Deze schijnbaar slapende breuken liggen boven de warme, ondergrondse zee wijzen op een dynamisch karakter van de geologie van Enceladus:de maan kan tijdens zijn verleden verschillende perioden van activiteit op verschillende locaties hebben meegemaakt.

Zelfs als de waarnemingen slechts een klein stukje van de zuidelijke poolgebieden beslaan, het is waarschijnlijk dat de hele regio eronder warm is en dat de oceaan van Enceladus slechts 2 km onder het ijzige oppervlak ligt. De bevinding komt goed overeen met de resultaten van een recente studie, geleid door Ondrej Cadek en gepubliceerd in 2016, die de dikte van de korst op Enceladus schatte. Met een gemiddelde diepte van 18-22 km, de ijsschelp lijkt te verminderen tot minder dan 5 km op de zuidpool.

Alice en haar medewerkers denken dat de ondergrondse verwarmingsbron is gekoppeld aan de getijdencyclus van de maan langs zijn excentrieke baan rond Saturnus. Dit veroorzaakt spanningscompressies en vervormingen op de korst, wat leidt tot de vorming van breuken en breuken terwijl tegelijkertijd de ondergrondse lagen worden opgewarmd. In dit scenario, de dunnere ijskorst in het zuidpoolgebied is onderhevig aan een grotere getijvervorming die, beurtelings, geeft meer warmte af en draagt ​​bij aan het in vloeibare vorm houden van het grondwater.

"Deze ontdekking opent nieuwe perspectieven om de opkomst van bewoonbare omstandigheden op de ijzige manen van de gasreuzenplaneten te onderzoeken, " zegt Nicolas Altobelli, ESA's projectwetenschapper voor Cassini-Huygens.

"Als de ondergrondse zee van Enceladus echt zo dicht bij het oppervlak ligt als deze studie aangeeft, dan kan een toekomstige missie naar deze maan met een ijsdoordringend radargeluidsinstrument het misschien detecteren."