Encelads (pavadonis)

Encelads (grieķu: Εγκέλαδος; angļu: Enceladus) jeb Encelāds, pazīstams arī kā Saturns II, ir sestais lielākais Saturna pavadonis, kuru 1789. gadā atklāja britu astronoms Viljams Heršels. Tā kopējais diametrs ir 505 kilometri (aptuveni 10 reizes mazāk nekā Saturna lielākajam pavadonim Titānam).

Encelads

Encelads 2015. gada oktobrī, Cassini starpplanētu zondes attēls.
Atklāšana
Atklājējs/i	Viljams Heršels
Atklāšanas datums	1789. gada 28. augusts
Apzīmējumi
Citi nosaukumi	Encelāds, Saturns II
Orbitālie parametri
Lielā pusass (rādiuss)	238,037 km
Ekscentricitāte	0.0047
Apriņķojuma periods	1.37 Zemes dienas jeb 32.9 stundas
Riņķo ap	Saturna pavadonis
Fiziskie parametri
Dimensijas	513.2 × 502.8 × 496.6 km
Vidējais rādiuss	252.1 km (0.0395 Zemes, 0.1451 Mēness)
Masa	1.0794 x 1020 kg (0.000018 Zemes)
Vidējais blīvums	1.608 g/cm3
Ekvatoriālais brīvās krišanas paātrinājums	0.113 m/s2
2. kosmiskais ātrums	861 km/h
Rotācijas periods	sinhronizēta
Ass slīpums	Nulle
Virsmas temperatūra min vid maks Kelvins 32.9 K 75 K 145 K Celsijs −240 °C −198 °C −128 °C
Redzamais spožums	11.7
Atmosfēra
Sastāvs	91% ūdens tvaiks 4% slāpeklis 3.2% oglekļa dioksīds 1.7% metāns

Lai gan Encelads tika atklāts 18. gadsimta beigās, turpmākos 200 gadus par to bija salīdzinoši maz kas zināms, līdz 1980. gadu sākumā tam palidoja garām abas Voyager starpplanētu zondes — Voyager-1 un Voyager-2 — kas atklāja to, ka tā virsma bija klāta ne tikai ar biezu ledus kārtu, bet arī to, ka tā virsma atstaroja vairāk kā 90% no visas Saules gaismas, tādējādi padarot Enceladu par vienu no spožākajiem objektiem Saules sistēmā. Šī iemesla dēļ Encelada virsmas temperatūra ir relatīvi zema — tā var vidēji nokrist līdz pat —201 °C.

Mūsdienās ir zināms tas, ka Encelads ir ģeoloģiski aktīvs pavadonis, uz kura regulāri norisinās vulkāniskas aktivitātes. Tāpat uz Encelada virsmas ir novēroti un konstatēti vairāk kā 100 aktīvi ledus geizeri, kas nepārtraukti piepilda tā atmosfēru ar ūdens garaiņiem, kā arī baro Saturna gredzenu sistēmu ar ledus izmešiem. 2014. gada aprīlī NASA ziņoja, ka caur gravitācijas mērījumiem ir izdevies apstiprināt to, ka zem pavadoņa dienvidu polārā reģiona biezās ledus kārtas (30 līdz 40 kilometru dziļumā) varētu pastāvēt aptuveni līdz 10 kilometru dziļš apakšzemes okeāns, kas tādējādi izskaidrotu nemitīgo ūdens garaiņu nokļūšana pavadoņa atmosfērā. Visbeidzot 2017. gada aprīlī NASA ziņoja, ka zem Encelada ledus kārtas dziļi okeāna dzelmē teorētiski varētu eksistēt dzīvībai, precīzāk sakot, mikroorganismiem, piemēroti nosacījumi.

Atklāšana un nosaukums

Par spīti tam, ka Encelads ir viens no spožākajiem objektiem Saules sistēmā, to relatīvi mazo izmēru dēļ no Zemes nav iespējams novērot ar neapbruņotu aci, tādējādi līdz pat 18. gadsimta beigām cilvēkiem par tā eksistenci nebija nekādu zināšanu. Pirmo reizi vēsturē Enceladu izdevās novērot 1789. gada 28. augustā, kad britu astronoms Viljams Heršels, izmantojot tajā laikā spēcīgāko teleskopu (lēcas diametrs bija 1,2 metri), orbītā ap Saturnu atklāja jaunu pavadoni. Līdz ar to Encelads kļuva par pirmo no diviem pavadoņiem, kuru ap Saturnu izdevās atklāt Vilajmam Heršelam, kā arī par sesto pavadoni, kas tika atklāts ap Saturnu.

Tāpat kā pārējie Saturna pavadoņi, arī Encelads līdz pat 1847. gadam bija vienkārši pazīstams ar apzīmējumu "Saturns II", līdz Viljama Heršela dēls Džons Heršels piedāvāja to nosaukt vienā no sengrieķu mitoloģijas Titānu vārdā. Sengrieķu mitoloģijā par titāniem apzīmēja spēcīgus dievus, kas sekoja dievam Kronam (romiešu mitoloģijā analogs Kronam ir Saturns), kur Encelads bija pazīstams kā viens no titāniem, kura ārējais veidols sastāvēja no čūskai līdzīgām ekstremitātēm. Sengrieķu mitoloģija vēsta, ka titāni reiz esot cīnījušies ar Olimpa dieviem, kur kaujas laikā Encelads bija viens no kritušajiem titāniem, kas gala rezultātā tika aprakts Sicīlijas salā zem Etnas vulkāna, kur, gadiem ejot uz priekšu, Encelads tika vainots pie nemitīgajām zemestrīcēm un vulkāna izvirdumiem, kas norisinājās Etnas kalnā.

Orbīta un rotācija

Skats uz Encelada orbītu (atzīmēta sarkanā krāsā) apkārt Saturnam (skats pavērsts no Saturna ziemeļpola).

Encelads ir viens no daudzajiem Saturna dabiskajiem pavadoņiem un apriņķo to ar vidējo ātrumu 45 487,3 km/h. Encelada orbīta ap Saturnu atrodas vidēji 238 037 km attālumā starp diviem citiem pavadoņiem — Mimasu un Tētiju. Encelada orbītas ekscentricitāte ir ļoti minimāla (0.0047), kas nozīmē to, ka tā ir gandrīz tuvu perfekta ideālam aplim. Savukārt Encelada vidējais apriņķojuma periods apkārt Saturnam ilgst 1,37 Zemes dienas jeb 32,9 stundas.

Tāpat Encelads šobrīd attiecību ziņā atrodas 2:1 orbitālā rezonansē ar Dionu, kas nozīmē to, ka, lai Diona veiktu vienu pilnu apriņķojumu apkārt Saturnam, Enceladam ir jāveic divi pilni apriņķojumi, kas tādējādi izskaidro Encelada orbītas nelielo ekscentricitāti un kalpo par papildus avotu Encelada ģeoloģiskajai aktivitātei.

Rotācijas ziņā Encelads atrodas sinhronizētā rotācijā ar Saturnu, kas nozīmē, to, ka gluži tāpat kā Mēness attiecībā pret Zemi, arī Encelads pret Saturnu allaž ir pavērsts tikai ar vienu pusi, iekams pavadoņa otra puse ir pavērsta pretējā virzienā — pret kosmosu.

Fizikālais raksturojums

Fiziskie parametri

Pēc fizikālajiem izmēriem Encelads ir salīdzinoši neliels dabiskais pavadonis. Tā kopējais diametrs ir apmēram 505 kilometri (aptuveni 10 reizes mazāk nekā Saturna lielākajam pavadonim Titānam), kas nozīmē, ja to novietotu uz Zemes virsmas ar centru Rīgā, tas izmēru ziņā viegli ietilptu attālumā starp Viļņu un Tallinu. Tā kopējā virsmas platība ir 798 648,27 km², kas ir aptuveni tikpat daudz cik Pakistānas kopējā platība (796 095 km²). Turpretim Encelada blīvums ir 1,608 g/cm³, kas nozīmē to, ka tā vidējais blīvums ir tikai par 60% lielāks nekā ūdenim, kas savukārt norāda uz to, ka tā iekšējo uzbūvi tomēr sastāda ievērojams daudzums materiālu, kas nav veidoti no ledus.

Tāpat arī masas ziņā tā parametri ir salīdzinoši nelieli — Encelada kopējā masa ir aptuveni 1,08 ×10²⁰ kg, kas sastāda vien 0,000018 daļu no Zemes kopējās masas. Gan masas, gan diametra ziņā Encelads ir sestais lielākais Saturna pavadonis.

• 
  Encelads salīdzinājumā ar Saturna lielāko pavadoni Titānu.
• 
  Encelada izmēru salīdzinājums ar Zemi un Mēnesi.
• 
  Encelads salīdzinājumā ar Britu salām.

Atmosfēra

No visiem dabiskajiem pavadoņiem Enceladam pieder otra lielākā atmosfēra Saules sistēmā (vienīgi Saturna lielākajam pavadonim Titānam tā ir apjomīgāka). Lai gan atmosfēra ir salīdzinoši retināta, tās galvenais avots ir vulkāniskā aktivitāte, kas regulāri norisinās zem Encelada biezās ledus virsmas, kā rezultātā vairākas gāzes un tvaiki nemitīgi izkļūst no pavadoņa iekšējām dzīlēm ne tikai atmosfērā, bet arī atklātā kosmosā.

Pirmos datus par to, ka uz Encelada pastāvēja retināta atmosfēra sniedza Cassini starpplanētu zondes magnetometriskie mērījumi, kas galvenokārt tika veikti 2005. gadā. Mērījumu rezultātā tika konstatēts, ka lielākā daļa no Encelada atmosfēras atrodas virs dienvidu polārā reģiona, kur, atrodoties aizvien tālāk no šī reģiona, atmosfēras blīvums pakāpeniski samazinās.

Encelada atmosfēru galvenokārt veido ūdens tvaiks (91%), kas nemitīgi vulkānisko aktivitāšu rezultātā caur ledus geizeriem tiek izmests no pavadoņa dzīlēm. Tāpat atmosfērā ir sastopams slāpeklis (4%), oglekļa dioksīds (3,2%) un metāns (1,7%), kā arī mazākā koncentrācijā citas gāzes, kā, piemēram, propāns, acetilēns u.c.

Apdzīvojamība

2017. gada aprīlī NASA ziņoja, ka zem Encelada ledus kārtas dziļi okeāna dzelmē teorētiski varētu eksistēt dzīvībai, precīzāk sakot, mikroorganismiem, piemēroti nosacījumi. Zinātnieki šādu apgalvojumu izvirza, jo Cassini starpplanētu zonde, kas kopš 2005. gada pēta Saturnu un tā pavadoņus, konstatēja ūdeņraža molekulas tvaikos, kas regulāri paceļas atmosfērā no plaisām uz Encelada virsmas. Līdz ar to šie tvaiki ir pamudinājuši zinātniekus secināt, ka uz Encelada notiek hidrotermiskas ķīmiskas reakcijas starp pavadoņa akmeņaino kodolu un zem ledus esošu okeānu, kur uz Zemes šāda veida ķīmiskās reakcijas ļauj mikrobiem eksistēt karstās plaisās okeānu dzelmē. Šī iemesla dēļ zinātnieki uzsver, ka hipotētiski uz šī attiecīgā Saturna pavadoņa dzīvība (vismaz mikroorganismu veidā) varētu pastāvēt.

Zinātnieki norāda, ka ūdeņraža molekulu klātbūtnei ir būtiska loma, jo ķīmisko reakciju ziņā ūdeņradis ir spējīgs sajaukties ar oglekļa dioksīdu, lai tādējādi izveidotu metānu, ko vismaz uz Zemes okeānu dziļajās un tumšajās dzelmēs patērē mikroorganismi. Tomēr zinātnieki atzīst, ka ja dzīvība ir spējīga attīstīties un pastāvēt Encelada okeānu dzelmēs, tad visticamāk tā visvairāk varētu būt līdzīga vienšūņu mikroorganismiem (ekstremofīliem), kas uz Zemes dziļi okeānu dzelmēs ir sastopami hidrotermālo avotu klātbūtnē.

Skatīt arī

• Encelads (mitoloģija)
• Saturna pavadoņi

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Encelads.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Encelada profils
• Encelada attēli Arhivēts 2011. gada 13. augustā, Wayback Machine vietnē. (no Cassini zondes)