SATURN - Woda na księżycu Enceladus

Poszukiwania wody w naszym Układzie Słonecznym, to nic innego jak poszukiwania życia. Szukając wody mamy nadzieję na znalezienie życia. Ze względu na obecność lodu eksperci twierdzą, że poszukiwania obcych form życia powinniśmy zacząć od Enceladusa. Są tam różnego rodzaju cząsteczki i inne niezwykłe rzeczy, które mogą być źródłem występowania procesów chemicznych. Ciągłe zmiany chemiczne i różne procesy mogą powodować zmiany biologiczne, może więc powinniśmy się temu przyjrzeć. To coś jak Święty Graal we współczesnej dziedzinie badań planetarnych, odkrywanie środowisk w Układzie Słonecznym gdzie może rozwijać się życie. Na tym skupiamy naszą uwagę. Czy to ciekawe?  No pewnie, że tak. Z tego właśnie żyją naukowcy. Znamy skład wydostających się gazów, bo przeleciał przez nie nasz próbnik. Posiadają składniki takie jak węgiel, azot, i wszystkie elementy niezbędne do powstania życia. Wiemy, że są tam potężne źródła energii, w postaci ciepła tarcia wewnętrznego lub sił pływowych a ich efekty widzimy na powierzchni. Wszystkie te elementy mogą być wystarczające aby utrzymać życie, jeśli może się ono tam pojawić. Dlatego Enceladus to tak niezwykłe miejsce. Ale jakie życie? Nie zrobimy sobie susi, nie będzie homarów czy ryb, rozmawiamy o mikroorganizmach. I myślę, że tego co najwyżej można się spodziewać na księżycu takim jak Enceladus. Jeśli kiedykolwiek odkryjemy życie w naszym Układzie Słonecznym to będzie ono najprostsze, podobne do różnego rodzaju bakterii. Lecz nawet odkrycie czegoś bardzo małego będzie czymś naprawdę wielkim. Zmieniłby się sposób w jaki postrzegamy Układ Słoneczny, Wszechświat i siebie samych. Większość z tego co wiemy o Saturnie i jego księżycach to dane z sondy Cassini, znajdującej się na orbicie planety od 2004 roku. Wciąż zwiedza ona pierścienie, księżyce i samą planetę. 

Do roku 2008 Cassini wykonała 70 okrążeń dookoła gazowego giganta. Ma swoją orbitę wokół planety i potrafi się na niej utrzymać, monitoruje cały tamten system i jego różne elementy przez bardzo długi czas, to najlepsze co mogliśmy osiągnąć do badań nad tymi obiektami. Naukowcy każdego dnia analizują informacje pochodzące z tych "bliskich spotkań". Oprócz kamery jest tam też radar zdolny wysyłać fale radiowe przez chmury i odbierając ich echo odbite od powierzchni, tworzy obraz. Jest też spektrometr badający skład i inne urządzenia na podczerwień mierzące temperaturę. To bardzo wszechstronny pojazd kosmiczny. Widząc lepiej, wiesz więcej. Chyba to Miś Jogi powiedział, że możesz wiedzieć więcej tylko patrząc. Porównanie tych informacji z procesami na Ziemi może nam pomóc w wyjaśnieniu tajemnic naszej własnej planety. Saturn jest całkowicie inny niż Ziemia jego średnica jest 8 lub 9 razy większa niż Ziemi, atmosfera składa się głównie z wodoru, jest zupełnie inna niż nasza atmosfera. Jednak identyczne procesy fizyczne i siły kontrolujące klimat na Saturnie, kontrolują również klimat ziemski. Jest częścią naszej historii, naszego Układu Słonecznego. Dlatego zrozumienie jak został ukształtowany Układ Słoneczny, jest odpowiedzią na naszą obecność. A zrozumienie natury innych planet naszego Układu, to jak poznawanie nowych sąsiadów. Nowe techniki optyczne Cassini dostarczają codziennie nigdy wcześniej nieznanych informacji. Bliskie spotkanie Cassini z Saturnem stworzyło możliwość rozwiązania jego największych sekretów. Jest on bardzo złożony, dlatego długo go poznawaliśmy i choć wcale nie sądzę, że wszystko o nim wiemy, to piękna jest możliwość bycia na jego orbicie i obserwowanie bogatego systemu planetarnego Saturna. Ziemia to tło całego Wszechświata. Chcecie wiedzieć do jakiej jego części należymy? Na to pytanie nie ma odpowiedzi, pozostaje tylko zgłębianie wiedzy. Każda poznana wiedza o władcy pierścieni będzie nas wciąż popychać dalej.

SATURN - Enceladus, najmniejszy z księżyców

Tytan to największy księżyc Saturna, ale jeden z mniejszych może być znacznie ciekawszy. To błyszcząca bryła lodu zwana Enceladus. Jest niewielkim obiektem, jego średnica wynosi około 500 km. Jest więc osiem razy mniejszy od naszego księżyca. To pierwszy zaobserwowany tak mały obiekt będący aktywny geologicznie. Jego aktywność odkryto w 2005 roku przez dr Carolyn Porco i jej zespół optyczny misji Cassini. Jedna z fotografii pokazuje coś jakby strumienie tryskające z Enceladusa. Członkowie mojego zespołu od razu zasugerowali, że strumienie są gejzerami, tryskającymi wodą nie wysoko ponad powierzchnię. Najbardziej przypominającym Enceladusa na Ziemi jest gejzer Old Faithful położony w Parku Narodowym Yellowstone, wyrzucający wodę i parę wodną na wysokość około 45 metrów. Gejzery na Enceladusie wypluwają parę wodną setki kilometrów w górę, głównie dzięki słabej grawitacji i braku atmosfery. Większość z odkrytych gejzerów znajduje się na obszarze południowej półkuli Enceladusa. Są to ogromne szczeliny ciągnące się przez odległość 135 kilometrów, czyli jakieś 80 mil. Nazywamy je "tygrysimi pasami" bo na pierwszy rzut oka wyglądają właśnie jak prążki na tygrysie. Są cztery obszary, które wyglądają jak grzbiety górskie i są regionami aktywnymi geologicznie. Szczeliny wydają się mieć początki w tych rejonach. Policzyliśmy, że jest ich około 20 lub 21. Południowy Enceladus pokryty jest takimi właśnie fontannami. Przypuszczaliśmy, że ta kula lodu wielkości stanu Teksas, będzie pełna życia, wraz ze szczelinami i gejzerami. I myślę, że to jest wspaniałe. Enceladus jest pobudzany we wnętrzu przez siły pływowe Saturna. 

Ziemski Księżyc przyciągając wody w oceanach, rozciąga kształt Ziemi i wywołuje pływy morskie tak dobrze nam znane. Ale na Enceladusa, Saturn wpływa w nieco inny sposób, dzięki któremu również krąży on wokół planety. Siła ta wywołuje zmiany w układach bloków lodowych, powodując deformację i pękanie powierzchni, oraz uwalniając ciepło podczas tarcia. Sądzimy, że ciepło spowodowane tarciem, może powodować parowanie zamarzniętego lodu, które następnie wyrzucane jest przez gejzery na zewnątrz. Ale to nie wszystko. Erupcje na Enceladusie rozwiązały kwestię zasilania materią jednego z pierścieni Saturna. Materia, którą niektóre ze strumieni wyrzucają ponad powierzchnię, trafia na orbitę uzupełniając Pierścień E. Pierścień E, znajduje się najdalej, około 120 000 km od planety. Tak się składa, że ma taką samą orbitę, i taką samą odległość od Saturna jak Enceladus. Więc zakładamy, że swoją obecność zawdzięcza Enceladusowi. Również gęstość Pierścienia E, pasuje do gęstości cząstek wyrzucanych z południowego bieguna Enceladusa. Gdyby gejzery zniknęły, również zniknąłby pierścień. Podsumowując, strumienie pary mogą być dowodem na istnienie wody na Enceladusie. A może też czegoś więcej. Poszukiwania wody nie polegają na tym, żeby kiedyś będąc spragnionym mieć się co napić. Głównym celem tych poszukiwań jest możliwość odnalezienia istot żywych. To proste - podążaj za wodą. Księżyc Saturna - Enceladus, jest jednym z najciekawszych, i częściowo poznanym przez nas miejscem w Układzie Słonecznym. Enceladus to dziwne miejsce. Najdziwniejsze w nim jest to, że jest bardzo jasny, to najjaśniejszy obiekt w Układzie Słonecznym. Odkryliśmy, że jest pokryty świeżym, czystym lodem, pochodzącym z wnętrza planety a wyrzucanym przez gejzery. Właśnie ten lód tak pasjonuje naukowców. Możliwości są zaskakujące.

SATURN - Tytan, największy z księżyców

Co ciekawe, kiedy badamy planety, na które chcielibyśmy polecieć, bardziej urzekają nas ich księżyce, bo tam wydaje się być najciekawiej. Na jednym z nich już byliśmy. Tytan jest jedynym księżycem, z wyjątkiem naszego, który został zbadany. Wydarzenie to było równie ważne. 14 stycznia 2005 roku, fikcja stała się rzeczywistością. Jako część trwającej misji Cassini, bezzałogowy próbnik Huygens dotarł do powierzchni największego księżyca Saturna. Tytan w pełni zasługuje na swoje imię. Jest większy od planety Merkury, jest zarazem drugim największym księżycem w Układzie Słonecznym, o 50% większy od naszego Księżyca. Urzekający pod wieloma względami. Na przykład, Tytan jest bardzo podobny do Ziemi. Aż chwyciłam się za głowę widząc, jak niezwykle podobna jest powierzchnia Tytana. Są tam kanały rzeczne zasilające jeziora, są również wiatry. A w innych obszarach występują wydmy. Obszar równikowy na Tytanie, z którego jednej strony mamy świetne dane satelitarne, zawiera tysiące kilometrów pasm wydm, wysokich na kilkaset metrów, szerokich na kilka kilometrów, nieskończenie rozległe morze wydm. Prawdopodobnie znajdują się tam złoża węglowodorów stałych. Do czasu lądowania próbnika nie wiedzieliśmy, czy osiądzie on na powierzchni ciekłej czy stałej. To na czym wylądował bardziej przypominało budyń, niż wodnistą czy jednolitą powierzchnię. Wygląda na to, że na Tytanie znajduje się coś lepkiego. Nie jest to ląd ani morze, lecz coś pomiędzy co jest bardzo zadziwiające. Co więcej, Tytan, podobnie jak Ziemia, ma złożoną atmosferę. Żaden inny księżyc w Układzie Słonecznym jej nie posiada. Atmosfera Tytana jest bardzo gęsta i bardzo masywna, 10 razy masywniejsza od naszej, ziemskiej atmosfery. Mamy tam bardzo gęstą warstwę gazów, gęstszą niż powietrze, które znamy. Cząsteczki powietrza są tam jednak bardzo małe, przypominają nam bardziej lekką mgiełkę, niż mglistą chmurę. Mgiełka ma około 300 km grubości i również przypomina coś ziemskiego. Z zewnątrz wygląda jak wielka, matowa, pomarańczowa piłka, lecz gdy próbnik Huygens przeszedł przez atmosferę, widoczność była na tyle dobra, żeby zobaczyć tamtejszą powierzchnię. 

Nie bardzo różni się to miejsce od mglistego poranka w Los Angeles. Jednak to nie kolor atmosfery najbardziej intryguje naukowców. Ale jej budowa. Azot i metan, te same gazy, które głównie tworzyły wczesną ziemską atmosferę. Przypuszczenia, że atmosfera Tytana może być kopią atmosfery Ziemi sprzed 4 mld lat są bardzo ekscytujące i interesujące. Cały czas analizujemy te dane w naszych laboratoriach. Na Uniwersytecie w Colorado, dr Margaret Tolbert symuluje atmosferę Tytana w swoim laboratorium. Czy może ona posiadać warunki niezbędne do życia? W tym doświadczeniu staramy się odtworzyć skład najwyższych warstw atmosfery Tytana gdzie formuje się mgła. Mamy tutaj komorę reakcyjną, a w niej jedynie azot i metan. Dwa najważniejsze składniki atmosfery Tytana. I teraz po prostu zapalamy lampkę, która produkuje promienie słoneczne wpadające w atmosferę tytana. Badania naukowe pani Tolbert dowiodły, że atmosfera Tytana poddana promieniowaniu słonecznemu, produkuje związki organiczne. Dla naukowców poszukujących życia poza naszą planetą, może to być przełom. Podczas wypatrywania jakichkolwiek znaków życia w naszej galaktyce, niespotykane rezultaty napotkaliśmy w samym Układzie Słonecznym. Księżyc Saturna - Tytan, może posiadać niezbędne składniki. Testy na Uniwersytecie w Colorado pokazały, że gdy światło oddziałuje na azot i metan w atmosferze Tytana powstają związki organiczne. Zatem związki te z pewnością opadają na powierzchnię Tytana. I możemy zobaczyć je na zdjęciach, a kto wie czego mogą kiedyś dokonać. Mogą na przykład zaopatrzyć w energię nowy rodzaj organizmów żywych. Niezbędne są dalsze badania aby udowodnić, czy istnieje życie na Tytanie. Lub czy może się rozwinąć. 

Mimo, że atmosfera przypomina wczesną ziemską, to środowisko jest całkowicie inne. Jest zimno. 180°C poniżej zera. Nie ma płynnej wody. To ogromna różnica pomiędzy młodą Ziemią a Tytanem. Jeziora i koryta rzeczne na Tytanie zostały uformowane przez coś innego. Nie ma płynnej wody na księżycu, więc co przepływało przez ten teren? Wzgórza na Ziemi składają się z krzemowych skał, a na Tytanie z lodu i zamrożonego metanu. Kanały rzeczne utworzyły się dzięki deszczom płynnego metanu, w przeciwieństwie do ziemskich, uformowanych przez wodę. Wydaje się, że deszcze ciekłego metanu występują na Tytanie, lub kiedyś występowały. Na Tytanie jest tak zimno, że gazy skraplają się. Są tam wybrzeża i rzeki. I cały tamtejszy teren ukształtowany został przez rzeki płynącego metanu. To jest fenomenalne. Metan to główny składnik gazów naturalnych - butanu i propanu. Są one źródłami energii. Istnieją różne rodzaje węglowodorów. Na Tytanie może znajdować się lekki węglowodór. Jest go tam pełno, a w kontakcie z tlenem może się spalać w efekcie produkując ogromne ilości energii. Wystarczająco dużo, aby zaopatrzyć Ziemię na bardzo długi okres czasu. To niewiarygodne ilości naturalnych gazów na Tytanie, byłoby wspaniale móc je wykorzystać. Jednak myślę, że całkowity proces wydobycia metanu i przywiezienia go, porównany z wykorzystaniem tej energii, byłby nieopłacalny.