Waarnemingen van het Cassini-ruimtevaartuig laten zien dat de kleine buitenste Saturnusmaan Enceladus lichtjes wiebelt terwijl hij rond de planeet draait. De oorzaak van deze schommeling is nu geïdentificeerd als een klein verschil in de dichtheid tussen de kern van de maan en zijn ijzige schil. Dit verschil is waarschijnlijk het resultaat van interacties tussen de kern van de maan en het water in de ondergrondse oceaan, waarvan bekend is dat dit bestaat uit andere Cassini-waarnemingen. De resultaten, gepubliceerd in Nature Astronomy op 25 mei, zullen wetenschappers helpen meer te begrijpen over de oceaan en haar chemische omgeving.

De nieuwe studie maakt gebruik van gegevens van Cassini om de vorm van Enceladus in ongekend detail te reconstrueren. De vorm van de maan wordt bepaald door zowel de krachten die erop inwerken als door zijn interne eigenschappen. De nieuwe vorm, gebaseerd op beelden verkregen tijdens de laatste close flybys van Cassini voordat deze in september 2017 in Saturnus stortte, vertoont kleine afwijkingen van een perfecte ellipsoïde die hoogstwaarschijnlijk te wijten zijn aan enigszins verschillende mate van afvlakking rond de polen en de evenaar.

‘We zijn bijzonder gevoelig voor deze vormvariaties omdat we gebruik maken van zeer nauwkeurige afstandsmetingen van ruimtevaartuigen, die in feite bestaan ​​uit het laten stuiteren van een radiosignaal tussen Cassini en Enceladus en het nauwkeurig timen van de reistijd’, zegt Luciano Iess van de Sapienza Universiteit van Rome, Italië. leidde de analyse.

Terwijl Enceladus rond Saturnus draait, oefent het variërende zwaartekrachtveld – als gevolg van de verschillen in dichtheid tussen de kern en de ijskorst – een kleine trekkracht uit op het ruimtevaartuig, waardoor Cassini’s snelheid en traject enigszins veranderen. Omdat het ruimtevaartuig zich in een bijna polaire baan bevond, doorkruiste het herhaaldelijk die gebieden waar het zwaartekrachtveld een maximaal effect heeft, dichtbij de evenaar van de maan, ongeveer elke 2 uur gedurende een periode van 20 maanden, en leverde het gedetailleerde informatie op die het herstel van de maan mogelijk maakte. vorm van de maan.

‘Een stijf lichaam zoals een rotsachtige maan zou bij onze reconstructie naar voren zijn gekomen met een bijna perfecte ellipsvormige vorm’, zegt co-auteur Dennis Matson van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Californië. "De verschillen die we in plaats daarvan zien - klein maar duidelijk zichtbaar - worden vrijwel zeker veroorzaakt door de aanwezigheid van een mondiale interne oceaan, die de ijsschelp heeft losgekoppeld van de rotsachtige kern."

De oceaan van Enceladus is bedekt met een laag ijs waarvan bekend is dat deze enkele kilometers tot hooguit enkele tientallen kilometers dik is, waardoor stralen van gezout water en gas uit spleten in het zuidpoolgebied naar buiten spuiten en de stralen vormen die de schitterende Saturnus-hemel voeden. E-ring. Het team weet nu dat de hele buitenste ijslaag dik maar niet stijf is, en onafhankelijk van de kern drijft en beweegt.

De dikte van de ijzige schaal houdt verband met de temperatuur op de kern-schaalgrens, die bepaalt hoeveel ijs door de hete kern kan worden gesmolten. Modellen van de evolutie van ijzige satellieten met een ondergrondse oceaan voorspellen dat de dikte van de schaal zou moeten toenemen naarmate de maan afkoelt en de oceaan in de loop van de tijd bevriest, waardoor meer van de interne warmte binnenin wordt opgesloten. Dit bevriezingsproces biedt een mechanisme om de ondergrondse oceaan van Enceladus vloeibaar te houden, ook al wordt nu verwacht dat de interne warmteproductie van de maan klein zal zijn.

‘Het vermogen van Enceladus om gedurende de geologische tijd een oceaan in stand te houden is een sleutelvereiste om een ​​bewoonbaar milieu onder de ijskorst in stand te houden, waardoor Enceladus de voornaamste kandidaat is voor toekomstige verkenningen gericht op de zoektocht naar leven in ons zonnestelsel’, zegt Iess.