Saturnusmaan Dione verbergt een oceaan onder het ijs

Volgens nieuwe gegevens van de ruimtesonde Cassini heeft de Saturnusmaan Dione onder haar ijsoppervlak een oceaan van vloeibaar water. Bij twee andere manen van Saturnus, Titan en Enceladus, was men al vrij zeker dat er onder hun ijskorst grote oceanen waren, maar nu is er dus nog een ‘oceaanwereld’.

Onderzoekers van de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) toonden aan dat de metingen van de graviteit door de ruimtesonde Cassini verklaard kunnen worden, indien de korst van de Saturnusmaan drijft op een oceaan 100 km onder het oppervlak.
De oceaan is enkele tientallen kilometer diep en omsluit een grote harde kern. Zo gelijkt Dione erg op buur Enceladus, die ook bekend is omwille van de reusachtige stralen van waterdamp (‘jets’) die bij de zuidpool worden uitgestoten. Dione lijkt nu wel rustig, maar de littekens op haar oppervlak, in de vorm van grote ijskliffen, wijzen op een tumultueus verleden. Die studie verschijnt deze week in Geophysical Research Letters.

De ijskorsten van Enceladus en Dione worden bekeken als globale ijsbergen, ondergedompeld in water met voor elke piek aan het oppervlak een groot onderwaterdeel. Zo krijgt men een toestand van gravitationeel evenwicht, isostasie genoemd. In vroegere studies had Enceladus een heel dikke korst en Dione geen echte oceaan. “Nu probeerden we met een model met net genoeg spanning en samendrukking om het landschap op het oppervlak in stand te kunnen houden zonder de korst te breken”, zegt Mikael Beuthe, de eerste auteur van het artikel.

Volgens deze nieuwe studie ligt de oceaan van Enceladus veel dichter bij het oppervlak en moeten de geisers aan de Zuidpool maar door enkele kilometers korst. Dit sluit goed aan bij de ontdekking van de schommelingen van Enceladus in zijn baan. Deze zogenaamde ‘libratie’ zou immers veel kleiner zijn, wanneer de korst dikker was. Met deze modellering heeft Dione dan ook een diepe oceaan tussen korst en kern. “De libratie van Dione is echter kleiner dan die van Enceladus en niet detecteerbaar voor Cassini”, volgens medeauteur Antony Trinh, “maar die kan wel gemeten worden door een orbiter die van maan tot maan vliegt in het Saturnus-systeem’.

De oceaan van Dione was er waarschijnlijk al van bij het ontstaan van de maan en dus mogelijk een goede omgeving voor microscopisch leven. “De contactzone van de oceaan met de harde kern komt het meest in aanmerking. Daar kunnen de voedingsstoffen en de energie aanwezig zijn, die nodig zijn voor leven”, zegt coauteur Attilio Rivoldini. De oceaan van Dione ligt te diep om makkelijk te exploreren, maar Enceladus, en volgens recente waarnemingen ook Jupitermaan Europa, zijn zo vriendelijk om staaltjes in de ruimte te gooien. Een passerend ruimteschip zou deze kunnen oppikken.

Het aantal ‘oceaanwerelden’, de ijsmanen en planeten met een ondergrondse oceaan, wordt groter bij elke nieuwe missie naar de buitengebieden van ons zonnestelsel. Met drie ‘oceaanwerelden’ bij Jupiter, nu ook drie bij Saturnus, en volgens de ruimtesonde New Horizon hoort mogelijk ook Pluto erbij, is het geen exclusieve club meer. Dankzij de nieuwe ‘isostatische’ benadering kunnen deze werelden nu beter bestudeerd worden zodra we hun vorm en gravitatieveld kennen. “Toekomstige missies zullen de manen van Jupiter bestuderen, maar ook de satellieten van Uranus en Neptunus zouden moeten onderzocht worden”, vindt Mikael Beuthe.

Dit onderzoek werd gesteund door het Belgisch Federaal Wetenschapsbeleid met fondsen van Brain-be Pioneer, ESA-PRODEX en een krediet voor een Bijkomend Onderzoeker.

 

Original artikel:
Mikael Beuthe, Attilio Rivoldini and Antony Trinh, “Enceladus’ and Dione’s floating ice shells supported by minimum stress isostasy”, Geophysical Research Letters, published online. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL070650/abstract

Corresponderende auteur:
Mikael Beuthe
+32 (0) 2 373 67 71
mikael.beuthe@observatoire.be

Contactpersoon voor de Koninklijke Sterrenwacht van België:
Lê Binh San PHAM
+32 (0) 2 790 39 81
lebinhsan.pham@oma.be