Research press release

多孔質のコアがエンセラダスの海を液体に保つ

Nature Astronomy

A porous core keeps Enceladus’s ocean liquid

エンセラダスの内部の海は、高度に断片化した多孔質のコア内部の潮汐力によって発生した熱によって数十億年にわたって保持されている可能性があることが、今週発表されるモデルで示されている。未固結な岩石質のコアの内部でのこの潮汐摩擦は、カッシーニ探査機によって観測されたエンセラダスの全球的な特性を全て説明できる。

カッシーニは以前、土星の衛星エンセラダスがその氷の地殻下で激しい熱水活動によって供給される全球的な海を持つことを明らかにした。南極で間欠泉から噴き出す水のカッシーニによる計測から、この海は塩分と有機物質を含んでいることが示された。しかし、氷内部の潮汐力がこの熱水活動を保持するには不十分であり、追加的な寄与がなければ、海は3000万年以内で凍りつくと考えられる。

Gael Chobletらは、カッシーニの観測から構築された最先端のモデルを用いて、この付加的な加熱が高度に断片化した、極めて多孔質なコアに働く潮汐力の影響によるものであるという可能性について調べた。Chobletらは、結果として起こる熱水活動によって生じた熱は、数千年から数十億年にわたって海を液体に保つのに十分であることを明らかにした。彼らは、この熱が極で優先的に散逸されることを明らかにし、このことは極で氷殻が薄くなっている理由を説明できる。Chobletらのモデルは、エンセラダス内部の海が、生命の進化する状況をつくり出すために十分な長い時間にわたって存在していることを示唆するが、この海の世界で生命が存在する可能性に対してさらなる制約を明らかにするためには、将来のエンセラダスへの探査が必要である。

Enceladus’s internal ocean could be maintained for billions of years by the heat generated by tidal forces within its very fragmented and porous core, suggests a model presented this week in Nature Astronomy. This tidal friction inside the unconsolidated rocky core can explain all the global properties of Enceladus observed by the Cassini spacecraft.

Cassini discovered that Enceladus, a moon of Saturn, possesses a global ocean fed by intense hydrothermal activity beneath its icy crust. Cassini measurements of water escaping from geysers at the south pole show that this ocean is salty and contains organic molecules. However, tidal forces within the ice are not sufficient to sustain this activity, and without an additional contribution the ocean would freeze in less than 30 million years.

Gael Choblet and colleagues explore the possibility that this additional heating comes from the effect of tidal forces acting on a highly fragmented, highly porous core with a state-of-the-art model constructed from Cassini observations. They find that enough heat is generated by the resulting hydrothermal activity to keep the ocean liquid for tens of millions to billions of years. They find that this heat is dissipated preferentially at the poles, which explains why the ice shell is thinner there.

The authors’ model suggests that an ocean has existed within Enceladus for a long time, possibly long enough to create the conditions to develop life, but future missions to Enceladus are required to provide additional constraints on the habitability of this ocean world.

doi: 10.1038/s41550-017-0289-8

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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