Enceladus is bedekt met een dikke laag sneeuw

Saturnusmaan Enceladus is gehuld in een dikke laag sneeuw. Op sommige plaatsen is het donsachtige spul 700 meter diep, suggereert nieuw onderzoek.

“Het is net Buffalo, maar dan erger”, zegt planetaire wetenschapper Emily Martin, verwijzend naar de beroemde besneeuwde stad in New York. De sneeuwdiepte suggereert de dramatische pluim van Enceladus misschien actiever geweest in het verledenrapporteren Martin en collega’s in de 1 maart Icarus.

Planetaire wetenschappers zijn gefascineerd door de geisers van Enceladus, bestaande uit waterdamp en andere ingrediënten, sinds de Cassini-ruimtesonde ze in 2005 zag (SN: 16-12-22). De spray komt waarschijnlijk uit een zoute oceaan onder een ijzige schaal.

Een deel van dat water vormt een van de ringen van Saturnus (SN: 2-5-06). Maar het meeste valt als sneeuw terug op het maanoppervlak, zegt Martin. Het begrijpen van de eigenschappen van die sneeuw – de dikte en hoe dicht en compact het is – zou kunnen helpen de geschiedenis van Enceladus te onthullen en de basis te leggen voor toekomstige missies naar deze maan.

“Als je daar een robot gaat landen, moet je begrijpen waar hij op zal landen”, zegt Martin van het National Air and Space Museum in Washington, DC

Om erachter te komen hoe dik de sneeuw van Enceladus is, keken Martin en collega’s naar de aarde, met name naar IJsland. Het eilandland herbergt geologische kenmerken die pit chains worden genoemd, dit zijn pokdalige lijnen in de grond die worden gevormd wanneer los puin zoals rotsen, ijs of sneeuw in een spleet eronder wegvloeit (SN: 23-10-18). Soortgelijke kenmerken komen overal in het zonnestelsel voor, inclusief Enceladus.

Eerder werk suggereerde een manier om geometrie en de hoek waaronder zonlicht het oppervlak raakt te gebruiken om de diepte van de putten te meten. Die meting kan dan de diepte onthullen van het materiaal waarin de putten zitten. A enkele weken veldwerk in IJsland in 2017 en 2018 overtuigden Martin en haar collega’s ervan dat dezelfde techniek zou werken op Enceladus.

Met behulp van beelden van Cassini ontdekten Martin en collega’s dat de dikte van de sneeuw varieert over het oppervlak van Enceladus. Het is op de meeste plaatsen honderden meters diep en op zijn dikst 700 meter diep.

Het is echter moeilijk voor te stellen hoe al die sneeuw daar terecht is gekomen, zegt Martin. Als de nevel van de pluim altijd was wat hij nu is, zou het 4,5 miljard jaar duren – de hele leeftijd van het zonnestelsel – om zoveel sneeuw op het oppervlak af te zetten. Zelfs dan zou de sneeuw bijzonder zacht moeten zijn.

Het lijkt onwaarschijnlijk dat de pluim aanging op het moment dat de maan ontstond en nooit veranderde, zegt Martin. En zelfs als dat zo was, zouden latere sneeuwlagen de eerdere hebben samengedrukt, de hele laag verdichten en veel minder diep maken dan nu het geval is.

“Het doet me denken dat we geen 4,5 miljard jaar hebben om dit te doen”, zegt Martin. In plaats daarvan zou de pluim in het verleden veel actiever kunnen zijn geweest. “We moeten het in een veel kortere tijd doen. Je moet het volume op de pluim harder zetten.”

De techniek was slim, zegt planetaire wetenschapper Shannon MacKenzie van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. Zonder rovers of astronauten op de grond is er geen manier om de sneeuw op te scheppen en te zien hoe ver die naar beneden gaat. “In plaats daarvan gebruiken de auteurs heel slim geologie om hun rovers te zijn, om hun schoppen te zijn.”

MacKenzie was niet betrokken bij het nieuwe werk, maar ze leidde een missieconceptstudie voor een orbiter en lander die op een dag Enceladus zouden kunnen bezoeken. Een van de belangrijkste vragen in dat onderzoek was waar een lander veilig kon landen. “De sleutel tot die discussies was: wat verwachten we dat het oppervlak zal zijn?” ze zegt. Het nieuwe artikel zou kunnen helpen “de plaatsen te identificeren die te pluizig zijn om in te landen.”