Door ruimtesonde Cassini verzamelde gegevens suggereren dat de oceaan op de zuidpool slechts enkele kilometers onder Enceladus’ ijzige korst ligt.

Enceladus is één van de manen van Saturnus. De maan is bedekt met een kilometers dik pak ijs. Onder dat dikke pak ijs gaat hoogstwaarschijnlijk een vloeibare oceaan schuil. Nieuw onderzoek – gebaseerd op gegevens die ruimtesonde Cassini tijdens een scheervlucht langs Enceladus verzamelde – suggereert nu dat die oceaan veel dichter aan het oppervlak ligt dan gedacht.

Warmer
“De observaties (van de zuidpool, red.) voorzien ons van een uniek inkijkje in wat er onder het oppervlak gebeurt,” vertelt onderzoeker Alice Le Gall. “Ze laten zien dat de eerste paar meters onder het oppervlak van het gebied dat we bestudeerden veel warmer zijn dan gedacht.” De onderzoekers maten temperaturen van zo’n 50 tot 60 Kelvin. Dat is koud, maar wel warmer dan verwacht. “Op sommige plaatsen zelfs tot wel 20 Kelvin warmer dan we verwacht hadden.”

Niet aan het oppervlak
De gedetecteerde warmte lijkt zich te bevinden onder een veel koudere ijslaag, aangezien de temperatuurafwijking alleen werd waargenomen wanneer onderzoekers het gebied bestudeerden met instrumenten die de temperaturen onder het oppervlak konden meten. Instrumenten die zich beperkten tot het meten van de temperatuur aan het oppervlak detecteerden in exact hetzelfde gebied geen vergelijkbare temperatuurafwijkingen.

In het hart van deze afbeelding zie je duidelijk de ‘tijgerstrepen’ van Enceladus: vier warme breuken in de ijzige korst van de maan. Boven en rechts van de strepen zie je het gebied dat de onderzoekers bestudeerden. In de gele gebieden is de temperatuurafwijking het grootst. Je ziet dat die gebieden boven de tijgerstrepen liggen. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / A. Lucas

Tijgerstrepen
De temperatuurafwijkingen bleken bovendien het grootst te zijn boven drie ‘tijgerstrepen’ op het oppervlak van Enceladus. Dit zijn breuken in de ijzige korst van de maan. In 2005 zag Cassini door dergelijke tijgerstrepen water- en ijsdeeltjes ontsnappen: een eerste aanwijzing dat Enceladus een oceaan herbergde. Wat nu echter opvalt, is dat de temperatuurafwijking het meest uitgesproken is boven tijgerstrepen die op dat moment niet actief waren, oftewel geen water- en ijs spoten. Dat deze ‘slapende’ breuken boven een warme, ondergrondse zee liggen, bewijst volgens Le Gall het dynamische karakter van Enceladus’ geologie. Ze wijst erop dat de maan in het verleden op verschillende locaties meerdere perioden van activiteit heeft gekend.

Getijdenwerking
Maar waar komt de op de zuidpool waargenomen warmte nu eigenlijk precies vandaan? “Deze kan niet alleen verklaard worden door belichting door de zon en in nog mindere mate door de warmte van Saturnus, dus er moet een extra warmtebron zijn.” Mogelijk houdt die ondergrondse warmtebron verband met de ovaalvormige baan die Enceladus rond gasreus Saturnus trekt. Deze baan brengt de maan soms heel dicht bij Saturnus en voert deze soms ook ver weg van de gasreus. Op het moment dat de afstand tussen de maan en gasreus klein is, trekt Saturnus met zijn zwaartekracht sterk aan Enceladus, waardoor de maan iets uitrekt. Als de maan eenmaal wat verder van de gasreus verwijderd is, ‘ontspant’ deze weer. Dat getouwtrek zorgt niet alleen voor breuken aan het oppervlak, maar ook voor frictie in het hart van Enceladus en daarbij ontstaat warmte. In dit scenario wordt de dunne ijskorst in het zuidpoolgebied van Enceladus sterker vervormd door getijdenwerking dan andere delen van de maan, waardoor dus juist in dit gebied meer warmte ontstaat en ondergronds water vloeibaar wordt gehouden.

Twee kilometer?
De onderzoekers onderzochten slechts een klein deel van Enceladus’ zuidpoolgebied. Het gaat om een strookje van ongeveer 500 kilometer lang en 25 kilometer breed. Le Gall en collega’s achten het echter zeer aannemelijk dat hun waarnemingen representatief zijn voor het gehele zuidpoolgebied. Het zou betekenen dat het hele gebied op enkele meters onder het oppervlak warmer is dan gedacht. En dat de oceaan veel dichter aan het oppervlak ligt dan onderzoekers aannamen. Mogelijk ligt deze slechts 2 kilometer diep. Dat is in lijn met recent onderzoek dat vorig jaar verscheen. De studie suggereerde dat de ijskap van Enceladus een gemiddelde dikte heeft van 18 tot 22 kilometer, maar naar de zuidpool toe dunner wordt (dunner dan vijf kilometer).

Als de oceaan daadwerkelijk zo dicht aan het oppervlak ligt, is dat goed nieuws. Het suggereert namelijk dat we deze oceaan gemakkelijker kunnen bestuderen dan gedacht. “Als Enceladus’ ondergrondse zee echt zo dicht aan het oppervlak ligt als deze studie suggereert dan kan een toekomstige missie naar deze maan die uitgerust is met een radarinstrument dat door het ijs heen kan ‘kijken’ de oceaan wellicht detecteren.”