NASAs Cassini-romfartøy har vært på jakt etter atomisk oksygen siden det ankom Saturn. Den oppdaget at store mørke sprekker rundt den sørlige polen var varme og sprø ut vanndamp og ispartikler. Cassini kommer til å se på nytt i 2008 når det kommer til å gjøre et nært flyby.
Atomisk oksygen kunne aldri forveksles med dyr parfyme. Men akkurat som en duft som henger i luften i et tomt rom gir hint om en tidligere okkupant, viste oksygenskyen Cassini-romfartøyet da den først nærmet seg Saturn, å være et telefonkort fra en annen himmelsk tilstedeværelse, den lille månen Enceladus.
Oksygenet var den første ledetråden som mye mer foregår under Encyadus 'isete overflate enn det først dukket opp. Det tok en stund før forskere fikk beskjeden. Å spore oksygenkilden førte dem til et mest uvanlig sted i solsystemet, et sted som kan inneholde et av de sjeldneste og mest etterspurte stoffene i universet - flytende vann.
Nå ser du det, nå skjønner du det ikke
Cassinis ultrafiolette bildespektrografi gjorde sin første undersøkelse av Saturns atmosfære sent i desember 2003 da romskipet nærmet seg slutten av sin syv år lange reise til den ringede planeten. Sammen med det forventede hydrogenet, lenge kjent for å være gassgigantens viktigste komponent, oppdaget spektrografen tilstedeværelsen av oksygen. "Vi var de første som oppdaget oksygenet i Saturn-systemet," sier Dr. Larry Esposito fra University of Colorado, hovedetterforsker for instrumentet. Siden Saturns ringer stort sett er laget av vannis, var det ikke overraskende å finne en ingrediens av vann, oksygen, i Saturns atmosfære, forklarer han. Oksygenet de observerte var i form av enkelt oksygenatomer, kalt atomisk oksygen, som det i vann, H2O.
I januar 2004, da den så på Saturns atmosfære, fant den en massiv oksygenboble nær Saturns ytterste ring, E-ringen. Så bare noen måneder senere var mye av oksygenet borte. "Det som var overraskende var mengden oksygen vi så og hvordan den endret seg," sier Esposito. "Dette var det første tegnet på at noe uvanlig foregikk."
"Den første ideen vår var at kollisjonene mellom små måner i ringene ville frigjøre små isblokker og at isen ble brutt ned i atomene, hvorav den ene ville være atomisk oksygen," forklarer Esposito. "Vi la ut denne hypotesen, men ideen så ikke ut til å fungere."
Det som fungerte var en rekke observasjoner våren 2005 som viste at noe veldig merkelig fant sted på Enceladus, som nettopp skjer med bane i E-ringen, der den mystiske skyen med oksygen først ble oppdaget. Cassinis magnetometer viste at månen hadde en atmosfære. For liten til å ha nok tyngdekraft til å holde fast i en atmosfære veldig lenge, Enceladus måtte ha en jevn kilde av gass, for eksempel geysirer, for å holde en atmosfære i gang. Den kosmiske støvanalysatoren oppdaget en strøm av partikler rundt Enceladus. Forskerne lurte på om disse partiklene kunne komme fra månen eller fra E-ringen, og om kanskje månen selv kan være kilden til ispartikler for E-ringen.
Cassini-vitenskapsteamene var ivrige etter å se nærmere på. Misjonsnavigatorer utformet romfartøyets bane på nytt for å bringe det nærmere Enceladus enn det som tidligere var planlagt. "Dette er en stor fordel med et oppdrag som Cassini," ifølge Esposito. "Du flyr ikke bare en gang, du kan følge opp når noe virker lovende."
Klar for en nærbilde
I juli 2005 cruise Cassini bare 175 kilometer fra Enceladus. Romfartøyets instrumenter avslørte at de store mørke sprekker, kalt "tigerstriper", på månens sørpol, var varme og sprø ut vanndamp og ispartikler.
Flyby skjedde akkurat da en stjerne beveget seg bak månens sørpol. "Da vi så på månen slukke lyset fra stjernen, identifiserte spektrometeret oksygen," sier Esposito. ”Stjernelyset viste vannmolekyler mellom oss - romfartøyet - og stjernen. Den viste en lokal sky av vann i nærheten av Enceladus. ”
"Vi var i stand til å måle skyens form, estimere mengden vann den inneholdt og hastigheten den ville bli ødelagt og produsere oksygen," sier Esposito. Mengden vann de så, omtrent en million tonn, var nøyaktig den som trengs for å gi en oksygensky som den de først hadde observert i nærheten av E-ringen mer enn et år tidligere. "Dette var et veldig behagelig resultat," sier Esposito. "Vi målte to nye distinkte fenomener og fant ut at de passet sammen."
Mysteriet med atomoksygen ble løst. Samtidig avslørte kilden, den reduserende Enceladus seg for å være helt annerledes enn den kalde, døde iskalde månen den burde ha vært. Liten som den er, den har en indre varmekilde og er geologisk aktiv. Geysirene kaster ut nok vanndamp og is til å opprettholde månens atmosfære, mate den enorme E-ringen og brytes ned i oksygenskyer som den som først ble oppdaget av Cassini på vei til Saturn.
Ikke langt under månens snødekte hvite overflate, kan forskere si, er store bassenger med flytende vann, varmet av den samme varmekilden som driver dens geysirer. Dens potensiale for vann setter Enceladus i en elitegruppe steder der livet kunne eksistere. Cassini-romfartøyet vil svinge tilbake i 2008 for et nytt blikk.
Klikk her for å lære mer om Enceladus.
Originalkilde: NASA / JPL / SSI News Release
