Kajakken op Titan? ‘Boek bij NASA Exoplanet Travel!’

Betoverend mooi en inspirerend is de recent gepresenteerde ‘Visions of the Future’ postercollectie en video van NASA. Met ‘Kajakken op Titan’ of ‘skydiven op exoplaneten’, onthulde NASA deze futuristische concepten voor in de ruimtevaart die ter inspiratie moeten dienen voor bedrijven en particulieren, om mee aan de slag te gaan. NASA’s Jet Propulsion Lab liet in het kader van dit Visions of the Future project een team van wetenschappers en ontwerpers samenwerken aan de 14 posters en video. De video is geïnspireerd op de posters, en tezamen moeten ze toekomstige, ruimtebestemmingen in het zonnestelsel en daarbuiten onder de aandacht brengen van regeringen en bedrijven. NASA stelt zich voor dat kajakken op de Saturnusmaan Titan ooit tot de mogelijkheden behoort, net als, dichterbij, reizen tussen het wolkendek van Venus, onze nabuur-planeet. Kajakken op Titan toont, op de poster, de rivieren en meren van vloeibaar methaan en ethaan die klotsen en stromen op de grootste maan van Saturnus. Titan’s oppervlak werd onthuld door het Cassini-ruimtevaartuig, dat ook de ESA Huygens-sonde rnaar het oppervlak stuurde. De atmosfeer op Titan is zo dik en de zwaartekracht zo licht dat je met elke slag van een peddel boven de snelle stroming zou kunnen stijgen terwijl je de getijden berijdt door een smalle zeestraat die de Throat of Kraken wordt genoemd. NASA-wetenschapper Mike Malaska bestudeert Titan en werkte mee aan de poster in de video. Die ultrakoude chemische zeeën zijn een grote uitdaging, volgens Malaska, de boot kan barsten of zelfs oplossen. [om in de stemming te komen is The Titan scifi film een aanrader.] Met de recente toeristische ruimtevluchten van Blue Origin – op 13 oktober j.l. ging o.a. de 90-jarige William Shatner ‘Captain Kirk’ mee aan boord van de NS-18 – en de Inspiration4 missie van SpaceX alsook de Virgin Galactic vluchten eerder dit jaar, is de toon gezet… en die smaakt naar meer moet NASA gedacht hebben. NASA stelt de fictieve bestemmingen voor ruimtetoeristen in de video voor, met o.a. een tour in een glazen capsule door de atmosfeer van Saturnus zesde grootste maan Enceladus, skydiven op de zeer massieve exoplaneet HD 40307, over rood gras kunnen lopen op exoplaneet Kepler 186f, en een non-stop nachtleven kunnen ervaren op de planeet, PSO2 JP, een planeet zonder ster. NASA’s visie op toekomstige ruimtevaart en ruimtetoerisme is nog tientallen jaren verwijderd, maar dat neemt niet weg dat er inmiddels steeds meer nagedacht wordt over bemande ruimtereizen, niet alleen naar een aardebaan, zoals het voornoemde drietal bedrijven, maar ook ver daarbuiten, of zie bijvoorbeeld deze ESA plannen voor een ‘ interstellair wereldschip‘.  Posters zijn hier te downloaden. Bronnen: NASA/JPL-Caltech

Aurora’s van Jupiter veroorzaakt door ‘surfende’ ionen op elektromagnetische golven

Een team astronomen o.l.v. William Dunn van het University College London, is er voor het eerst in geslaagd de oorzaak te achterhalen van de fraaie röntgen-aurora’s die Jupiter produceert. Deze aurora’s bestaan uit botsende geladen deeltjes, ionen, in de atmosfeer van de grote gasreus. Echter hoe deze ionen überhaupt in Jupiter’s atmosfeer terecht konden komen was tot voorheen niet duidelijk. Nu heeft het team van Dunn voor het eerst de ionen zien ‘surfen’ op elektromagnetische golven in het magnetische veld van Jupiter, de atmosfeer in. Dit alles kwam aan het licht na nieuwe data-analyses van ESA’s XMM-Newton-telescoop en NASA’s Juno-sonde. De XMM-Newton maakt op afstand waarnemingen van Jupiter op röntgengolflengten. Juno cirkelt rond de gigantische planeet zelf en neemt in-situ metingen vanuit het magnetische veld van Jupiter. Maar de vraag was: waar moest het team naar zoeken? De aanwijzing kwam toen co-onderzoeker Zhonghua Yao (Universiteit van Beijing) zich realiseerde dat er iets niet klopte aan Jupiter’s röntgen-aurora’s. Op aarde zijn aurora’s alleen zichtbaar in een gordel rond de magnetische polen, tussen 65 en 80 graden noorderbreedte. Boven de 80 graden verdwijnt de poollichtemissie omdat de magnetische veldlijnen hier de aarde verlaten en zich verbinden met het magnetische veld in de zonnewind, de constante stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon worden uitgestoten. Dit worden open veldlijnen genoemd en traditioneel wordt niet verwacht dat de poolgebieden van Jupiter en Saturnus op hoge breedtegraden substantiële aurora’s uitzenden. De röntgenaurora’s van Jupiter zijn echter niet consistent met dit beeld. Ze bevinden zich poolwaarts van de noordpoolgordel, pulseren regelmatig en kunnen bij de noordpool soms anders zijn dan bij de zuidpool. Dit zijn typische kenmerken van een ‘gesloten’ magnetisch veld, waarbij de magnetische veldlijn de planeet verlaat aan de ene pool en zich opnieuw verbindt met de planeet aan de andere pool.

Exploratie van Jupiter Credits; NASA/ESA

Met behulp van computersimulaties ontdekte Zhonghua reeds eerder dat de pulserende röntgenstraling kan worden gekoppeld aan gesloten magnetische velden die in Jupiter worden gegenereerd en zich vervolgens miljoenen kilometers in de ruimte uitstrekken voordat ze terugkeren. Op 16 en 17 juli 2017 observeerde de XMM_Newton Jupiter continu gedurende 26 uur en ‘zag’ elke 27 minuten pulserende röntgenstraling. Tegelijkertijd reisde Juno tussen 62 en 68 Jupiter-radii boven de ‘pre-dawn’-gebieden van de planeet. Dit was precies het gebied waarvan de simulaties van het team suggereerden dat het belangrijk was voor het activeren van de pulsaties. Dus zocht het team in de Juno-gegevens naar magnetische processen die in hetzelfde tempo plaatsvonden. Ze ontdekten dat de pulserende röntgenstraling wordt veroorzaakt door fluctuaties van het magnetisch veld van Jupiter. Terwijl de planeet draait, sleept hij rond zijn magnetisch veld. Het magnetische veld wordt direct getroffen door de deeltjes van de zonnewind en samengedrukt. Deze compressies verhitten deeltjes die gevangen zitten in het magnetische veld van Jupiter. Dit veroorzaakt een fenomeen dat elektromagnetische ionencyclotron (EMIC) golven wordt genoemd, waarbij de deeltjes (ionen) langs de veldlijnen worden gericht. Geleid door het veld ‘surfen’ de ionen over de EMIC-golf door miljoenen kilometers ruimte, uiteindelijk botsen ze in de atmosfeer van de planeet en veroorzaken ze de röntgenaurora. De resultaten van het onderzoek zijn recent gepubliceerd in ScienceAdvances.

Jupiter’s aurora’s Credits; ESA

Nu het proces van deze aurora’s voor het eerst geïdentificeerd, opent het mogelijkheden voor vervolgstudie. Bij Jupiter is het magnetische veld bijvoorbeeld gevuld met zwavel- en zuurstofionen die worden uitgespuwd door de vulkanen op de maan Io. Bij Saturnus spuit de maan Enceladus water de ruimte in, waardoor het magnetische veld van Saturnus wordt gevuld met waterionen. “Dit is een fundamenteel proces dat van toepassing is op Saturnus, Uranus, Neptunus en waarschijnlijk ook op exoplaneten”, aldus Zhonghua, en vervolgt: “Het kan zelfs breder toepasbaar zijn, er is een opvallende gelijkenis met de ionen-aurora’s die hier op aarde plaatsvinden.” In het geval van de aarde is het verantwoordelijke ion een proton, dat afkomstig is van een waterstofatoom, en het proces is niet energetisch genoeg om röntgenstralen te creëren. Toch is het basisproces hetzelfde, de röntgenstraling van Jupiter is in wezen een ionen-aurora, hoewel met een veel hogere energie dan de proton-aurora op aarde. “Het kan zijn dat EMIC-golven een belangrijke rol spelen bij het overbrengen van energie van de ene plaats naar de andere door de kosmos”, aldus Dunn. De studie van Jupiter’s aurora’s zal worden voortgezet met ESA’s JUpiter ICy moons Explorer (Juice). Juice zal in 2029 bij Jupiter arriveren en de atmosfeer, de magnetosfeer en het effect van de vier grootste manen van Jupiter op de aurora’s bestuderen. Bron: ESA/NASA

Wijst methaan in de waterpluimen van Enceladus soms op microbacterieel leven?

Impressie van Cassini die door de waterpluimen van Enceladus vliegt. Credits: NASA/JPL-Caltech

Wetenschappers van de Universiteit van Arizona en de Paris Sciences & Lettres University hebben onderzoek gedaan naar de waterpluimen van de Saturnusmaan Enceladus en geconcludeerd dat er in de oceanen onder de dikke ijskorst van Enceladus een proces moet plaatsvinden dat methaan produceert en dat niet een bekend geochemisch proces is. In Nature Astronomy hebben ze er vandaag een vakartikel over gepubliceerd. Dat er op de polen van Enceladus grote geisers zijn, van waaruit pluimen met waterdamp spuiten, is al bekend sinds de scheervluchten van de NASA ruimteverkenner Cassini langs de maan. Cassini vond toen al in die waterdamp (waar een paar keer dwars doorheen werd gevlogen) moleculen zoals diwaterstof, methaan en kooldioxide, moleculen die we op aarde ook aantreffen bij heetwaterbronnen op de bodem van de oceanen. Alleen was de hoeveelheid methaan erg groot.

Voorstelling van de maan Enceladus, waar door scheuren in de ijskorst waterdamp via geisers naar buiten spuit. Credits: NASA/JPL

Vandaar dat Regis Ferriere (UA) en zijn team keken naar de mogelijkheid die we ook op aarde kennen, namelijk dat bepaalde microbacterieën, die we kennen als methanogens, het diwaterstof omzetten in methaan. Een reis naar Enceladus om die mogelijkheid te onderzoeken is voorlopig niet aan de orde, dus vandaar dat de onderzoekers het anders aanpakten: zij stelden wiskundige modellen op om te kijken of de gegevens die door Cassini zijn verzameld van de waterpluimen van Enceladus ook verklaard kunnen worden door eventuele methanogens in de vloeibare oceaan onder de ijskorst van Enceladus. Hun conclusie: de gegevens van Cassini zijn consistent met microbacteriële hydrothermale ventilatie-activiteit óf met processen waarbij geen levensvormen zijn betrokken, maar die verschillen van de processen die we op aarde kennen. Met de bekende niet-biologische processen kon men de hoeveelheid methaan niet verklaren. Bron: Universiteit van Arizona.

Ondergrondse oceaan op Saturnusmaan Enceladus lijkt stromingen te hebben

Foto van Enceladus gemaakt door Cassini. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Het lijkt erop dat de oceaan van de maan Enceladus van Saturnus, die zich bevindt onder een 20 km dikke laag ijs, stromingen kent, welke vergelijkbaar zijn met de oceaanstromingen op aarde. Enceladus is een kleine bevroren bal met een diameter van ongeveer 500 kilometer (ongeveer 1/7e van de diameter van onze maan), de zesde grootste maan van Saturnus. Ondanks zijn kleine formaat trok Enceladus de aandacht van wetenschappers in 2014 toen een flyby van het Cassini-ruimtevaartuig bewijs leverde van zijn grote ondergrondse oceaan door foto’s te maken van uitbarstingen van geisers in het ijs bij de zuidpool.

De oceaan op Enceladus is volkomen anders dan die van de aarde. De oceaan van de aarde is relatief ondiep (gemiddeld 3,6 km diep), beslaat driekwart van het planeetoppervlak, is aan de bovenkant warmer door de zonnestralen en kouder in de diepten nabij de zeebodem, en heeft stromingen die worden beïnvloed door wind. Enceladus heeft echter een volledig ondergrondse oceaan, zich over de hele maan uitstrekkend, die minstens 30 km diep is en aan de bovenkant bij de ijsschil wordt gekoeld en aan de onderkant wordt opgewarmd door warmte uit de kern van de maan. Dat er door die temperatuursverschillen verticale menging is in de oceaan was al bekend, maar verder dacht men dat de oceaan van Enceladus homogeen zou zijn. Maar Ana Lobo (Caltech) en haar collega’s denken op basis van waarnemingen gedaan met NASA’s ruimteverkenner Cassini en van onderzoek van Andrew Thompson, hoogleraar milieukunde en engineering, dat er ook horizontale stromingen in de oceaan zijn. Die oceaancirculatie zou dezelfde oorzaak hebben als die op aarde: zout! Variaties in het zoutgehalte dienen als drijvende krachten achter de oceaancirculatie op Enceladus, net als in de Zuidelijke Oceaan van de aarde, die Antarctica omringt.

Impressie van de oceaan van Enceladus met spuitende geisers bij spleten in het ijs. Credits: NASA/JPL-Caltech

Zwaartekrachtmetingen en warmteberekeningen van Cassini hadden al aangetoond dat de ijslaag aan de polen dunner is dan aan de evenaar van Enceladus. Gebieden met dun ijs aan de polen worden waarschijnlijk geassocieerd met smelten en gebieden met dik ijs aan de evenaar met bevriezing, zegt Thompson. Dit heeft invloed op de stromingen in de oceaan, want wanneer zout water bevriest, komen de zouten vrij en wordt het omringende water zwaarder, waardoor het zinkt. Het tegenovergestelde gebeurt in smeltgebieden. De onderzoekers willen kijken of ze kunnen ontdekken welke delen van de ondergrondse oceaan het meest gastvrij zijn voor leven, zoals we dat nu kennen, zodat toekomstige missies (zoals de Dragon missie) om op Enceladus te zoeken naar tekenen van leven beter gericht kunnen worden. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan Enceladus, verschenen in Nature Geoscience. Bron: Science Daily.

Aanwijzingen dat ook het noordelijk halfrond van Enceladus ‘vers’ ijs heeft

Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/LPG/CNRS/University of Nantes/Space Science Institute

Door gebruik te maken van gegevens die gedurende maar liefst 13 jaar verzameld zijn door het ruimtevaartuig Cassini van de NASA heeft men aanwijzingen gevonden dat mogelijk ook het noordelijk halfrond van de maan Enceladus van Saturnus ‘vers’ ijs heeft, ijs dat door geologische activiteit relatief jong is en dat telkens vernieuwd wordt. Met Cassini’s Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) en met z’n Imaging Science Sub-system (ISS) camera werd het oppervlakte van Enceladus in kaart gebracht en kon men een nieuwe spectrale kaart maken van de maan, waarvan eerder al is vastgesteld dat ‘ie actieve geisers heeft, waar waterdamp de ruimte in spuit. Dat er op de zuidpool van Enceladus vers ijs ligt was geen verrassing en dat zie je aan de foto’s hierboven. Je ziet op die pool vier grote strepen lopen, de bekende tijgerstrepen op Enceladus – rood is warm, blauw is koud.

De metingen laten zien dat er ook op het noordelijk halfrond van Enceladus vers ijs is en dat is voor de onderzoekers wel een verrassing. Geologische activiteit zorgt er voor dat het ijs vernieuwd. Dat kan gebeuren door geisers, die waterdamp en ijsdeeltjes uitspugen, maar het kan ook gebeuren door bewegend ‘kruipijs’, wat bij de scheuren in de ijskorst omhoog en omlaag gaat. Het is al langer bekend dat de ijskorst van Enceladus bij diens polen dunner is dan bij de evenaar – ja, je verwacht het niet. Dit komt door de baan van Enceladus om Saturnus en de baan van Saturnus om de zon, zodat er periodieke krimp en uitzetting optreedt [1]Aanvullend: De getijdenkrachten hebben de neiging om meer geconcentreerd te zijn aan de polen dan aan de evenaar. Hierdoor wordt aan de polen een beetje meer hitte gegenereerd, wat resulteert in het … Continue reading.

In het tijdschrift Icarus is een vakartikel verschenen over het onderzoek door Cassini aan Enceladus. Bron: NASA.

References[+]

References
1 Aanvullend: De getijdenkrachten hebben de neiging om meer geconcentreerd te zijn aan de polen dan aan de evenaar. Hierdoor wordt aan de polen een beetje meer hitte gegenereerd, wat resulteert in het smelten van een deel van de ijskorst. Hierdoor is de ijskorst van Enceladus dunner aan de polen dan aan de evenaar. Dit is ook bij Titan het geval.

‘Sneeuwkanon’ Enceladus zorgt ook op andere Saturnusmanen voor sneeuwval

De maan Enceladus, in 2008 gefotografeerd door Cassini. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Radarwaarnemingen aan drie manen van Saturnus – Mimas, Enceladus en Tethys – laten zien dat Enceladus als een soort van sneeuwkanon werkt en dat ‘ie niet alleen over zichzelf, maar ook over Mimas en Tethys verse deeltjes waterijs strooit, waardoor hun reflecterend vermogen toeneemt en ze een glimmend uiterlijk hebben. Verder blijkt uit die waarnemingen ook dat er onder het oppervlak van Enceladus boemerang-achtige structuren zitten, die de microgolfstraling van de maan nog verder versterkt hebben, straling welke is opgevangen door de Cassini ruimteverkenner. Tussen 2004 en 2017 onderzocht Cassini Saturnus en z’n manen en zestig keer heeft ‘ie radarwaarnemingen aan de manen gedaan. Een internationaal team onder leiding van Alice Le Gall (LATMOS-UVSQ, Parijs) onderzocht de gegevens en ontdekte dat de radarsignalen twee keer zo sterk waren als men eerst dacht. De manen hebben geen atmosfeer, dus de ‘sneeuw’, die door Enceladus’ geisers wordt geproduceerd kan na een reis door de ruimte gemakkelijk op andere manen vallen.

Saturnus en een aantal van z’n manen. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Men schat in dat de sneeuwlaag op de drie manen enkele tientallen centimeters denk moet zijn. Enceladus heeft een ondergrondse vloeibare oceaan en via z’n geisers, die ook door Cassini eerder al zijn ontdekt, spuit ‘ie constant waterijsdeeltjes de ruimte in. De sneeuwlaag van Enceladus, Mimas en Tethys kan niet geheel hun hoge radarhelderheid verklaren, dus men vermoedt dat ze nog een meters diepe ijslaag hebben onder het oppervlak. De resultaten van Le Gall en haar groep werden gepresenteerd tijdens een congres van de Euro Planet Society en de Division for Planetary Sciences van de American Astronomical Society, die afgelopen week in Genève plaatsvond. Hier is het artikel van Le Gall et al, dat op dat congres werd gepresenteerd. Bron: Europlanet.

Jonge Melkweg slokt Gigant op

Beelden uit een simulatie die laat zien hoe Gaia-Enceladus (rood) in de Melkweg (wit) is opgegaan. Credit: H.H. Koppelman, A. Villalobos en A. Helmi.

Een team onder leiding van de Groningse astronoom Amina Helmi heeft met ESA’s Gaia-satelliet ontdekt dat ons sterrenstelsel, de Melkweg, niet in zijn eentje is gevormd maar in zijn vroege jeugd is samengesmolten met een ander groot stelsel. De aanwijzingen voor deze gebeurtenis lagen voor het oprapen in onze directe galactische omgeving, maar voor het zichtbaar maken ervan was de buitengewone gevoeligheid van Gaia nodig. De ontdekking wordt op 1 november 2018 gepubliceerd in Nature.

Gaia meet de positie, beweging en helderheid van sterren met een nauwkeurigheid die voorheen niet kon worden bereikt. De astronomen gebruikten 22 maanden aan waarnemingen en keken naar de 7 miljoen sterren waarvan de 3D-posities en -snelheden beschikbaar zijn. Ze ontdekten dat 33.000 van deze door de Melkweg bewegende sterren tot een opvallende collectie behoren.

De verzameling sterren omringt ons, ‘vermengd’ met de andere sterren, en een deel ervan passeert momenteel de omgeving van ons zonnestelsel. Ze vielen op in de Gaia-data door hun langgerekte banen in precies de tegenovergestelde richting van die van de andere honderden miljarden sterren in de Melkweg, waaronder onze zon.

Het enorme aantal sterren met afwijkend gedrag intrigeerde de astronomen en zij vermoedden dat dit iets met de ontstaansgeschiedenis van ons sterrenstelsel te maken zou kunnen hebben. Daarop hebben ze eerdere simulaties van het fuseren van twee grote sterrenstelsels vergeleken met de waarnemingen van Gaia, en die komen met elkaar overeen. Eerste auteur Amina Helmi: “De verzameling sterren die we met Gaia hebben gevonden heeft alle kenmerken die horen bij de overblijfselen van een galactische versmelting.”

Vergelijking van een still uit de simulatie (links) met een artistieke impressie van de Gigant Enceladus die wordt verzwolgen door de Melkweg (rechts). Credit links: H.H. Koppelman, A. Villalobos, A. Helmi. Credit rechts: R. van der Woude, A. Helmi, Coyau (Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0), NASA/STScI. (samengesteld uit: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Parc_de_Versailles,_Bosquet_de_l’Encelade,_bassin_03.jpg) en http://hubblesite.org/image/3586/gallery)

De sterren behoorden dus ooit tot een ander sterrenstelsel, dat is opgeslokt door de Melkweg. Ze vormen nu het grootste deel van de binnenste halo, een gebied met oude sterren dat de centrale verdikking en de schijf van de Melkweg omgeeft. De galactische schijf zelf bestaat uit twee delen, een dunne en een dikke schijf. De dikke schijf bevat ongeveer 20 procent van de Melkwegsterren. Ten tijde van de botsing waren de sterren die nu in de dikke schijf zitten er al, maar de botsing zorgde ervoor dat de schijf werd opgeschud en dikker werd.

Sterren binnen een sterrenstelsel hebben een unieke chemische samenstelling en als de gevonden ster-collectie inderdaad oorspronkelijk uit een ander stelsel afkomstig is, moet dit in de chemische vingerafdruk van de sterren zijn terug te vinden. Aanvullende informatie uit het APOGEE-survey heeft dit bevestigd.

25 jaar geleden werd tijdens de eerste discussies over de bouw van de Gaia-telescoop het onderzoek naar de ontstaansgeschiedenis van de Melkweg als een van de wetenschappelijke kerndoelen geformuleerd. Coauteur Anthony Brown (Universiteit Leiden, en voorzitter van het Gaia-dataverwerkingsconsortium DPAC): “Deze visie werpt nu zijn vruchten af.”

De astronomen hebben het opgeslokte stelsel Gaia-Enceladus gemunt, naar een van de Giganten in de Griekse mythologie, zoon van Gaia (de oermoeder, de aarde) en Uranus (de personificatie van de hemel).

Als ondersteunend bewijs vonden Helmi en haar team ook nog honderden variabele sterren en 13 bolvormige sterrenhopen die dezelfde banen volgen als de sterren van Gaia-Enceladus, wat erop wijst dat ook zij deel uitmaakten van dat stelsel. Het feit dat zoveel bolhopen met Gaia-Enceladus in verband kunnen worden gebracht, is een extra aanwijzing dat dit ooit een groot sterrenstelsel moet zijn geweest.

Nadere analyse wijst erop dat het stelsel ongeveer zo groot moet zijn geweest als een van de Magelhaense Wolken, ongeveer 10 keer zo klein als de huidige Melkweg. Maar 10 miljard jaar geleden was de Melkweg zelf veel kleiner en daarom wordt de verhouding ten tijde van de versmelting geschat op 4:1.

“Het was een heftige ontmoeting waarbij Enceladus de Melkweg behoorlijk heeft opgeschud. Dit heeft geleid heeft tot de vorming van de dikke schijf, waarvan de oorsprong tot nu toe onbekend was”, besluit Helmi. Bron: Astronomie.nl.

Saturnusmaan Enceladus is wellicht in het verleden omver gekegeld

Credit: NASA

De ijzige oceaanwereld Enceladus, een maantje van Saturnus, is wellicht in het verleden omver gekegeld door de inslag van een ander object, wellicht een grote planetoïde. Onderzoekers hebben namelijk aanwijzingen gevonden dat de rotatieas van de maan, de lijn die de noordpool en de zuidpool met elkaar verbindt, van oriëntatie is veranderd.

Door te kijken naar oppervlaktekenmerken zijn de wetenschappers tot de conclusie gekomen dat Enceladus zo’n 55 graden is gaan afwijken van de oorspronkelijke rotatieas. Men heeft namelijk een keten van basins (laaggelegen gebieden) gevonden die wellicht de fossiele restanten vormen van een eerdere evenaar en polen.

Het gebied rondom de zuidpool van Enceladus is een geologisch jong gebied, vol met scheuren en strepen over het oppervlak. Vanuit deze scheuren worden pluimen van waterdamp uitgestoten, die afkomstig moeten zijn vanuit een ondergrondse oceaan. Punt is echter dat niet bekend is waar deze activiteit door wordt aangedreven. Veel wetenschappers houden het op inwendige processen, maar daar zijn de ontdekkers van de verschoven rotatieas het niet mee eens. Zij houden het erop dat de huidige zuidpool van Enceladus het punt is waar de grote inslag heeft plaatsgehad.

Hoe dan ook, nadat het gestreepte terrein aan de zuidpool was ontstaan, moet de massaverdeling van Enceladus veranderd zijn. Als gevolg hiervan is de rotatie van de maan lange tijd chaotisch geweest. Na ongeveer een miljoen jaar kwam de boel tot rust. Enceladus had toen weer een stabiele rotatieas, maar wél eentje die ruim 55 graden afwijkt van het origineel – “true polar wander” wordt dit mechanisme genoemd.

Dit idee zou een verklaring kunnen vormen voor het feit dat de noord- en zuidpool van Enceladus enorm van elkaar verschillen. De zuidpool is (zoals gezegd) heel jong en actief, terwijl de zwaar bekraterde noordpool veel ouder is. Wellicht hebben de oorspronkelijke polen veel meer overeenkomsten met elkaar vertoond, maar is dit teniet gedaan door het omkegelen van het maantje. Als gevolg hiervan is het gestreepte en actieve terrein plotseling aan de zuidpool terecht gekomen.

Bron: NASA

Cassini heeft moleculair waterstof op Enceladus ontdekt – een bouwsteen voor leven!

Voorstelling van Cassini, die dwars door één van de pluimen op Enceladus vliegt. Credits: NASA/JPL-Caltech

De NASA heeft gisteravond bekend gemaakt dat wetenschappers er met de Cassini ruimteverkenner in geslaagd zijn om in de pluimen, die door geisers op Enceladus, een maan van Saturnus, worden uitgestoten moleculair waterstof te ontdekken. Die maan heeft hoogstwaarschijnlijk onder zijn dikke ijskorst een vloeibare oceaan en de ontdekking van het waterstof betekent dat er op Enceladus een belangrijke bouwsteen is voor mogelijk aanwezig leven. Cassini is enkele keren dwars door zo’n pluim gevlogen tijdens een scheervlucht en bij de laatste daarvan blijkt men nu met Cassini’s Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) moleculair waterstof te hebben aangetroffen, wijzend op een geochemische energiebron in de oceaan, die te maken heeft met een soort wisselwerking tussen het water en de rotsen. Op aarde komen dergelijke wisselwerkingen ook voor in de oceanen, bij hydrothermische vulkanische bronnen. Dáár kan ook microbacterieel leven goed gedijen, zo is uit onderzoek gebleken.

“This is the closest we’ve come, so far, to identifying a place with some of the ingredients needed for a habitable environment. These results demonstrate the interconnected nature of NASA’s science missions that are getting us closer to answering whether we are indeed alone or not” – Thomas Zurbuchen, NASA.

De metingen geven aan dat de pluimen voor 98% bestaan uit water, ongeveer 1% is waterstof en de rest zijn andere moleculen, zoals kooldioxide, methaan en ammonia. Voor het ontstaan van leven zijn drie belangrijke voorwaarden, namelijk de aanwezigheid van water, energie en scheikundige ingrediënten. Alle drie blijken nu aanwezig te zijn op Enceladus. Op de bodem van de onderaardse oceaan op Enceladus zouden de rotsen en het water in wisselwerking met elkaar staan, zoals afgebeeld in de illustratie hieronder.

Credits: NASA/JPL-Caltech

Door een proces dat methanogenese wordt genoemd, een chemische reactie die ook op aarde plaatsvindt, zou leven kunnen ontstaan, waarbij het waterstof verbindingen aangaat met kooldioxide  en methaan een restproduct is.

Een gebied op de maan Europa, waar Hubble ook pluimen heeft ontdekt. Credits: NASA/ESA/STScI/USGS

Naast de ontdekking van moleculair waterstof op Enceladus heeft de NASA nog meer ontdekt – zo liet men gisteravond weten – namelijk nog meer pluimen bij geisers op Europa, een grote maan van Jupiter. Met de Hubble ruimtetelescoop heeft men Europa bestudeerd en in 2016 ontdekte men die pluimen, die eerder al (in 2014) waren gezien. De waarneming bevestigd het bestaan van de pluimen en daarmee is Europa, ná Enceladus, de tweede maan in het zonnestelsel waar men geisers met pluimen van uitgestoten gassen heeft ontdekt. De pluimen komen voor in een gebied waar de sonde Galileo eerder een warme plek op Europa aantrof, de afbeelding rechts hierboven. Ze bereikten volgens de waarnemingen van Hubble een hoogte van 100 km. Bron: NASA.

Oceaan op Enceladus bevindt zich wellicht “vlak onder” het oppervlak

Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

In het laatste decennium heeft de Cassini-ruimtesonde bewijs gevonden voor een flinke activiteit aan de zuidpool van de Saturnusmaan Enceladus, zoals waterrijke fonteinen die ontspringen vanuit warme scheuren aan het oppervlak. Astronomen vermoeden dat een vloeibare oceaan de bron vormt van de fonteinen, vergelijkbaar met de situatie op de Jupitermaan Europa. Nu hebben nieuwe microgolfwaarnemingen uitgewezen dat het maantje slechts een paar meter onder het oppervlak veel warmer is dan gedacht. Bovendien blijkt de warmte over een veel groter gebied geproduceerd te worden dan gedacht – ver voorbij de tijgerstrepen. Dankzij de nieuwe waarnemingen heeft men zelfs slapende tijgerstrepen aangetroffen – warme scheuren in het oppervlak die momenteel geen geisers produceren. Dit alles lijkt te suggereren dat de vloeibare oceaan heel dicht onder het oppervlak moet liggen, wellicht op een diepte van minder dan twee kilometer. Dit maakt de oceaan relatief goed bereikbaar voor toekomstige missies!

Bron: ESA