Enceladus jest szóstym pod względem wielkości księżycem Saturna i jednym z najbardziej aktywnych geologicznie satelitów w Układzie Słonecznym. Jego aktywność geologiczna przejawia się m.in. obecnością gejzerów, a skorupa zbudowana z młodego lodu wodnego odznacza się najwyższym współczynnikiem albedo ze wszystkich znanych obiektów. Enceladus jest jedynym znanym księżycem, który wpływa na skład chemiczny swojej macierzystej planety.

Zdjęcie Enceladusa (półkula niewidoczna z Saturna) wykonane przez sondę Cassini. Źródło: NASA/JPL.

Enceladus został odkryty przez Fredricka Williama Herschela w 1789 r., podczas obserwacji nowym 1,2 metrowym teleskopem, ówcześnie największym na świecie. Od tamtej pory, aż do wysłania pierwszych sond kosmicznych w kierunku Saturna, Enceladus był dla astronomów jedynie małą, gwiazdopodobną kropką na niebie. Nazwę otrzymał w połowie XIX w. po jednym z gigantów z mitologii greckiej, a nadał mu ją syn odkrywcy księżyca, John Herschel.

Pełny obieg wokół Saturna zajmuje Enceladusowi niemal 33 godziny, przy czym jedna jego półkula zawsze jest zwrócona ku planecie. Średni promień orbity księżyca wynosi 238 tys. kilometrów, ale odległość od powierzchni chmur Saturna jest o 60 tys. kilometrów mniejsza. Enceladus jest w rezonansie orbitalnym z Dione (2:1), która jest dużo większym księżycem od niego. Z tego powodu jego orbita jest ekscentryczna (mimośród 0,0047), powodując powstawanie sił pływowych, które są główną przyczyną wzmożonej aktywności geologicznej księżyca. Aktywność ta prowadzi m.in. do wyrzucania w przestrzeń kosmiczną cząsteczek lodu z gejzerów zlokalizowanych głównie na południowym biegunie Enceladusa, co jest bezpośrednią przyczyną powstania Pierścienia E wzdłuż orbity księżyca. Jest to najbardziej zewnętrzny z pierścieni Saturna (nie licząc hipotetycznego pierścienia Febe), oznaczający się dużą rozciągłością, jednak nie jest tak widoczny jak główne pierścienie planety.

Pierścień E Saturna i widoczny w jego środku Enceladus. Źródło: NASA/JPL.

Enceladus ma kształt elipsoidy o wymiarach 513 na 496 kilometrów, przy średniej gęstości 1,6 g/cm3. Oznacza to, że zbudowany jest głównie z lodu, jednak zawiera więcej skał niż pozostałe średniej wielkości lodowe księżyce Saturna. Na temat jego struktury wewnętrznej trwają dyskusje, przy czym uważa się, że pod jego lodową skorupą ukryty jest głęboki ocean słonej wody. Część naukowców twierdzi, że rozciąga się on jedynie na południowej stronie księżyca, istnieją jednak hipotezy o globalnym oceanie o głębokości dochodzącej do 30 kilometrów. Enceladus jest jednym z czterech obiektów w Układzie Słonecznym, na których potwierdzono aktywne procesy wulkaniczne (innymi są Ziemia, Io i Tryton).

Porównanie rozmiarów Enceladusa (na dole po lewej) z Ziemią i Księżycem. Źródło: NASA.

Kriowulkanizm na Enceladusie występuje niemal tylko w okolicach jego bieguna południowego, gdzie pióropusze złożone głównie z cząstek lodu, metanu, propanu i śladowych ilości innych związków wystrzeliwane są z prędkością ponad 2 tys. km/h na wysokość dochodzącą do kilkuset kilometrów. Cząstki te tworzą nie tylko pierścień E, ale również cienką atmosferę na księżycu, która odznacza się największą gęstością wokół bieguna polarnego. Złożona jest w 91% z pary wodnej, 4% z azotu, 3,2% z dwutlenku węgla oraz 1,7% z metanu. Mimo, że jest ona bardzo rzadka w porównaniu z atmosferą Tytana, zdecydowanie wyróżnia się tle pozostałych księżyców Saturna. Dodatkowo, część składników pochodzących z erupcji gejzerów dociera do Saturna, wzbogacając skład chemiczny jego chmur o śladowe ilości pary wodnej.

Pióropusze pary wodnej wyrzucane przez gejzery na Enceladusie (zmienione kolory). Zdjęcie wykonane przez sondę Cassini. Źródło: NASA/JPL.

Powierzchnia Enceladusa jest mocno zróżnicowana. Występują tam obszary o zwiększonym zagęszczeniu kraterów uderzeniowych, jak i płaskie równiny odznaczające się stosunkowo młodym wiekiem geologicznym. Najbardziej charakterystycznymi utworami są rozległe grzbiety (podobne do grzbietów oceanicznych na Ziemi) zwane nieoficjalnie tygrysimi pasami oraz liczne szczeliny dochodzące do 200 kilometrów długości, 5 km szerokości i kilometra głębokości. W odróżnieniu od innych lodowych księżyców Saturna, Enceladus nie przejawia istotnych różnic w wyglądzie między półkulą zwróconą ku Saturnowi, a przeciwległą. Istnieje natomiast duża różnica między południową jego półkulą a północną. Na tej pierwszej występuje zdecydowanie więcej grzbietów i pęknięć niż na północnej, na której jest wyraźnie więcej kraterów, z których największe nie przekraczają kilkudziesięciu kilometrów średnicy.

Półkula północna (po lewej) i południowa Enceladusa (polepszona kolorystyka). Widoczne tzw. tygrysie pasy na półkuli południowej (zielono-niebieski kolor). Źródło: NASA/JPL.

Łańcuch kraterów na Enceladusie. Na dole największy z nich Dunyazad o średnicy 31 km. Źródło: NASA/JPL.

Eksplorację Enceladusa rozpoczęły sondy Voyager, które dotarły w jego pobliże na początku lat 80 ubiegłego wieku. Zwłaszcza Voyager 2, który zbliżył się na ponad dwukrotnie mniejszą odległość niż jego poprzednik, przesłał dane istotnie wzbogacające dotychczasową wiedzę na temat tego księżyca. Kolejną sondą, która zbadała Enceladusa był próbnik Cassini, który wielokrotnie przelatywał w bliskiej odległości od powierzchni księżyca, w tym kilkakrotnie dystans ten wynosił poniżej 50 kilometrów. Cassini mimo, że od kilkunastu lat pełni misję badawczą w systemie Saturna, nadal zbiera dane dotyczące jego księżyców, przy czym ostatni przelot nad Enceladusem miał miejsce w grudniu 2015 r., kiedy sonda przemknęła przez materię wyrzuconą z jednego z gejzerów. W planach jest obecnie wiele projektów mających na celu eksplorację Enceladusa, który jest drugim obok Tytana księżycem Saturna, pod względem zainteresowania przyszłymi misjami. Misje te obejmowałyby m.in. pobranie próbek materii z gejzerów, lądowanie na powierzchni księżyca czy misje badawcze mające na celu poszukiwanie śladów życia na Enceladusie.

Fotografia Enceladusa wykonana przez sondę Voyager 2 w 1981 r. Źródło: NASA/JPL.

Ciekawostki:

• Wszystkie utwory powierzchniowe na Enceladusie noszą nazwy związane z miejscami i bohaterami opisanymi w Księdze Tysiąca i Jednej Nocy.
  
• Enceladus jest jednym z najmniejszych znanych obiektów mających w przybliżeniu kulisty kształt.
  
• Gejzery na tym lodowym księżycu wyrzucają ok. 200 kg materiału na sekundę.
  
• Część materii wyrzucanej przez gejzery Enceladusa wraca na jego powierzchnię w postaci opadu przypominającego śnieg.
  
• Mimo wzmożonej aktywności geologicznej powierzchnia Enceladusa jest jedną z najzimniejszych w całym systemie Saturna (średnio -198'C, minimalna -240'C). Dzieje się tak dlatego, że księżyc odbija od siebie ponad 99% promieniowania słonecznego i jedynie niektóre obszary na biegunie południowym odznaczają się wyższą temperaturą, spowodowaną aktywnością geologiczną w tych rejonach (ok. -116'C).
  
• Enceladus jest trzecim po Tytanie i Japecie księżycem Saturna, pod względem popularności w dziełach science fiction.

Grzegorz Iwanicki