Enceladus, een van de manen van Saturnus, lijkt een warme oceaan te verbergen onder zijn ijzige oppervlak. Die zou een bron van leven kunnen zijn. De aanwijzing voor het bestaan van de oceaan kwam verrassend genoeg uit zandkorrels in de ringen van Saturnus.
De maan Enceladus was al bekend om zijn indrukwekkende watergeisers. De nieuwe bevinding suggereert dat Enceladus de enige planeet naast de aarde is met hydrothermale activiteit; het circuleren van water onder hoge druk en temperatuur door de korst. Dit vergroot de kans op het vinden van leven onder zijn ijskoude exterieur.
Bron van energie
Enceladus sproeit pluimen van stof en ijs kilometers de ruimte in, zo liet de Cassini-sonde van Nasa al zien. Dit gegeven duidt, in combinatie met data over zwaartekracht, op het bestaan van een oceaan, veertig kilometer onder het oppervlak van de zuidpool van de maan. Die zou een bron van leven kunnen zijn, mits er ook een bron van energie aanwezig is.
Heino Falcke fotografeerde als eerste een zwart gat: ‘Nog mooier dan ik al die tijd had verwacht’
Heino Falcke, hoogleraar radioastronomie, maakte in 2019 de eerste foto van een zwart gat. Op dit moment doet hij onderzoek n ...
De zon is echter te ver weg om genoeg warmte-energie te leveren. De energie zou wel uit de hydrothermale activiteit kunnen komen.
Het werk van Hsiang-Wen Hsu en zijn collega’s legde een verbinding tussen zandkorrels opgepikt door de Cassini-sonde en de ondergrondse oceaan. Cassini is niet in staat om direct stof uit de ringen van Saturnus te vangen. In plaats daarvan pikt hij monsters op die door het magnetische veld van de planeet de ruimte in geslingerd worden. Hsu en zijn team traceerden enkele van de gevangen stofdeeltjes terug naar de E-ring van Saturnus, de op een na buitenste ring van de gasreus. Er werd al vermoed dat de E-ring is gecreëerd door de geisers van Enceladus.
Stenen onder druk
Cassini analyseerde het gevangen stof en onthulde dat het bestaat uit siliciumdeeltjes, net als zand, tussen 4 en 16 nanometer breed (een miljardste van een meter). Deze kunnen niet gevormd zijn uit botsingen tussen grotere deeltjes binnen de ringen, omdat dat een grotere variatie aan formaten oplevert. ‘Het is moeilijk uit te leggen wat we geobserveerd hebben omdat we alleen deeltjes in deze kleine maten zien’, zegt Hsu.
Het team vroeg zich af of chemische reacties tussen steen en water in de oceaan van Enceladus de bevindingen konden verklaren. Om dat uit te zoeken, mengden ze water en siliciumrijke stenen (die vaak gevonden worden op astroïden en kometen) en verhitten die vervolgens maandenlang onder druk om de omstandigheden onder het oppervlak van Enceladus na te bootsen.
Uit die tests kwamen korrels tevoorschijn die leken op de korrels die Cassini had gevangen. Ook was dit een aanwijzing voor de temperatuur binnen Enceladus. De juiste vorm deeltjes vormde zich alleen boven de 90 °C, wat wat suggereert dat de binnenkant van de ijzige maan minstens zo warm moet zijn.
Centrale verwarming
Volgens Hsu is de hele kern van de maan waarschijnlijk poreus en gevuld met warm water dat zich naar de oceaan onder het oppervlak beweegt. Maar de bron van al deze warmte is nog steeds een mysterie. Hitte die eventueel nog resteert van het ontstaan van de maan zou lang geleden al verbruikt moeten zijn. Ook het zwaartekrachtveld van Saturnus heeft niet genoeg grip op de maan om voldoende energie te leveren, en eventuele chemische reacties of radioactief verval binnen de planeet zouden al uitgewerkt moeten zijn.
Maar er kunnen andere verklaringen zijn voor de piepkleine afmetingen van de deeltjes gevangen door Cassini, legt William McKinnon uit, hoogleraar planetaire wetenschappen aan de Washington University. ‘Een bron van energie is een van de vereisten voor leven. Als deze nieuwe theorie waar is, dan is het veelbelovend voor wat er binnen in Enceladus aan de gang is.’
De hydrothermale activiteit in Enceladus is spannend, ondanks dat andere ijzige manen ook onderaardse oceanen lijken te bezitten. Het lijkt namelijk erg op activiteit in de Atlantische Oceaan. Carolyn Porco, hoofd van het team dat met de beelden van Cassini werkt, licht toe: ‘Als we een verbinding kunnen maken tussen de omgeving op aarde en die op Enceladus, vergroot dat de kans op het vinden van leven.’
Strijd tussen de ijzige manen
Later dit jaar zal Cassini door een van de ijzige geisers van Enceladus vliegen, op zoek naar waterstof ontstaan in de onderaardse oceaan. Dit waterstof kan brandstof zijn voor bacteriën. Maar de meetinstrumenten van Cassini hebben hun grenzen. ‘Ze zijn ontworpen voor een ander doel’, vertelt McKinnon. ‘We moeten terugkomen met instrumenten die specifiek ontworpen zijn voor de vragen die we hebben over Enceladus.’
Een nieuwe missie naar Enceladus lijkt er helaas voorlopig niet te komen. De beste mogelijkheid op antwoorden is Nasa’s missie naar Europa, de ijzige maan van Jupiter. Er zijn waarschijnlijk soortgelijke omstandigheden onder de korst van Europa, ondanks dat die maan vele malen groter is dan Enceladus. ‘We kunnen Europa verkennen met de geleerde lessen van Enceladus’, aldus Hsu.
Niet iedereen denkt echter dat Europa de beste weg vooruit is. Carolyn Porco legt uit dat de missie naar Enceladus veel zekerder is dan die naar Europa in de zoektocht naar leven buiten de aarde. Toch denkt McKinnon dat het bezoekje aan Europa het waard is. Jupiter is veel eenvoudiger te bereiken dan Saturnus, ‘en er zouden ook geisers op Europa kunnen zijn waar we nog niets van weten. Simpelweg omdat we er nog geen meetapparaten hebben staan.’
Het lijkt er dus op dat Europa het gaat winnen van Enceladus in de strijd om leven buiten de aarde te vinden.
Lees ook: