2019.11.05.

Az Enceladus miatt „havazik” a Szaturnusz belső holdjain

A Titán kivételével a Szaturnusz holdjai csupaszak, nincs légkörük, így a felszínükre a környezetükből eredő különböző anyagok hullanak. Jól ismert például a kötött keringésű Iapetus kétarcúsága, annak köszönhetően, hogy a keringés irányát tekintve vezető oldalára a Phoebe-ből származó és folyamatosan a gyűrűbe került por hullik és tapad rá, a vezető oldala sötét, míg a követő oldala világos. A belsőbb holdakon, mint a Mimas, az Enceladus és a Tethys azonban más zajlik: az E-gyűrűből, amelynek alapanyagához nagyban hozzájárulnak az Enceladus gejzírei, egészen világos felszínűek lesznek.
Egy francia kutatócsoport a Cassini űrszonda radarmérési adataiból készített tanulmány e belső holdak felszínéről. Bár a radar eredetileg a Titán felhőzete alatti felszín vizsgálatára készült, alkalmanként más holdakat is megmértek a segítségével, így a most tárgyalt belső holdakat is. A legtöbb ilyen mérés meglehetősen nagy távolságból készült, így nem annyira a felszíni részleteket, hanem általánosságban az adott égitest felszínének egészét, vagy nagy területeit jellemző tulajdonságokat tárt fel. Arra például kiválóan alkalmas, hogy a holdakat egymással össze lehessen hasonlítani, illetve más esetekben a közelebbi átrepülések során látott felszíni alakzatokat a radarekhó intenzitásához lehessen kötni. A visszaverődő radarjelből az égitest radar-albedóját lehetett megállapítani, a radarjel szóródása pedig azt jelezte, hogy a felszínt borító regolit mennyi vízjeget, ill. port tartalmaz. Erre kiváló példa a Rhea egyik fiatal krátere, az Inktomi, amelynek keletkezése során a Rhea felszíne alól kidobódott jég igen erős radarekhót mutat.

A radarjel néhány deciméter, ill. esetleg 1-2 méter mélységben képes behatolni a felszín alá, így a radar-albedóval a felszín és a felszínközeli regolit összetételéről, illetve a regolitréteg vastagságáról is információt kapunk. No de mitől függ a légkör nélküli Szaturnusz-holdak esetében az, hogy miből áll össze a felszíni regolitréteg?
Három fő hatás befolyásolja ezt: először is a gyűrűk anyagával való találkozás (a bolygó közelében az E-gyűrű jege, illetve távolabb a Phoebe pora), másodszor a felszín kora, és az azt kialakító geológiai tényezők, harmadsorban pedig az, hogy hol helyezkedik el a Szaturnusz rendszerében a hold, s mennyire hatnak rá a világűr tényezői (sugárzás, napszél).
A már példaként említett Iapetus-Phoebe kölcsönhatásra a radarmérés is megerősítést ad, pontosan ugyanolyan a Phoebe-ről visszavert radarjel, mint a Iapetus sötét, vezető féltekéjéről visszavert, és ebből az is következik, hogy a Phoebe pora legalább pár deciméter mélységben rakódott ki a Iapetus felszínére. A bolygóhoz közeli, az E-gyűrű (vagyis az Enceladus jege) által befolyásolt holdak, a Mimas, maga az Enceladus, a Tethys, a Dione és a Rhea, kimondottan a tiszta vízjég hatásait élvezik a felszínükön. Persze lehetne a felszín alatti folyamatok eredménye is e holdak esetében a felszíni jég, ezt azonban az Enceladus kivételével elvethetjük. Nem teljesen kizárt, hogy a Dione vezető féltekéjén is lehet befolyása a hold saját geológiai folyamatainak. A Rhea és a Dione közti különbségek adódhatnak abból, hogy a Rhea távolabb van a Szaturnusz sugárzási övezeteitől, így kevésbé bombázzák a világűrből érkező töltött és nagyenergiás részecskék, mint a Dione-t, s ezért a Rhea világosabb (tisztább rajta a vízjég), a Rhea sötétebb (szennyezett, ill. kémiailag átalakult a felszíne az űridőjárás hatásai okán). Szintén észlelhető hatása van a Mimas és a Tethys vezető féltekéin annak, hogy ezeket jóval esélyesebben bombázzák nagyenergiás elektronok a Szaturnusz mágnese mezeje felépítése miatt.

Az E-gyűrűből származó „hóréteg” vastagságát a modellszámítások jóval kisebbnek jelzik, mint a Cassini radarmérései, így a modellek, legalábbis a belső holdak esetében pontatlanok lehetnek, pl. az Enceldus esetében jócskán vannak betemetődött mélyedések (kráterek, gödrök), amelyeket a ráhullott vízjég szemcsék töltenek ki. A jelentős radarjel-visszaverődést elméletben okozhatnák olyan mikroszerkezeti tulajdonságok is e holdak felszínét borító regolitban, amelyek a radarjel hullámhosszával összevethető nagyságrendű repedéseket, vagy buborékokat jelenthetnek, ezek miatt konstruktív interferencia révén erősödne a visszaverődés. Míg ez az elmélet a Jupiter Galilei-holdjai esetében működhet, itt, a Szaturnusz belső holdjain nagyon valószínű, hogy nem. Ehhez ugyanis az lenne szükséges (a mért radarekhó alapján), hogy a regolit kb. 80%-át ilyen, speciális interferenciát okozó réteg tegye ki. Míg a Jupiternél az Europa esetére megfelelhet, a kétszer olyan fényes Enceladus esetére igen nehéz elképzelni olyan tényezőt, ami pusztán ezzel az interferenciával képes lenne megmagyarázni az igen erős visszaverődést. A Szaturnusz családjában a Mimas, az Enceladus és a Tethys is erősebb visszaverődést mutatnak, mint a Jupiter Galilei-holdjainak bármelyike.

A különféle elképzelések közt a legvalószínűbb tehát az, hogy e belső holdakon az E-gyűrűből eredő, igen nagy tisztaságú „hóréteg” okozza a mért erős radar-albedót.

Ez talán jó hír lehet a jövőre nézve, amikor a földi síterepek már nem léteznek a felmelegedés miatt, a Mimasra vagy az Enceladusra még mindig elmehetünk majd síelni.

A kutatás eredményét a Geophysical Research Letters közölte október 23-án.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: