Sepasukan saintis planet yang bekerja pada misi Cassini-Huygens telah menemui zarah-zarah kecil dan dingin di bulu dari Saturnus bulan Enceladus yang menawarkan sekilas menggembirakan dari pedalaman dunia misterius ini. Spektrometer di Cassini, Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) menemui kejutan: zarah ais dicas elektrik.
Cassini telah menjelajah Saturnus dan bulannya sejak tahun 2004. Enceladus selebar 500 kilometer (300 batu) dan alat instrumen Cassini telah mendapati bulan aktif, dengan jet dekat kutub selatannya yang memancarkan gas dan air ribuan kilometer ke angkasa . Selama dua bulan terbang yang sangat dekat pada bulan 2008, hanya sejauh 52 dan 25 km dari permukaan sekitar 15 km sesaat (54,000 km per jam), instrumen CAPS pada kapal angkasa diarahkan untuk mengumpulkan gas ketika ia melintasi memetik.
Instrumen CAPS dirancang untuk mengesan gas yang terisi (plasma), tetapi pengukurannya di dalam plume menunjukkan butiran ais kecil yang tandatangannya hanya dapat hadir jika ia diisi elektrik. Biji-bijian ini, mungkin hanya berukuran beberapa nanometer (miliaran meter - 50, 000 kali lebih tipis daripada rambut manusia), jatuh ke julat ukuran antara atom gas dan butir ais yang jauh lebih besar, yang keduanya diambil sampel langsung semasa Enceladus sebelumnya flybys. Zarah-zarah tersebut mempunyai muatan elektrik positif dan negatif, dan campuran casnya berbeza-beza ketika kapal angkasa Cassini melintasi bulu.
Dr Geraint Jones dan Dr. Chris Arridge, keduanya dari Makmal Sains Angkasa Mullard University College London, membentangkan hasil untuk pasukan CAPS pada persidangan Minggu Eropah Astronomi dan Sains Angkasa di University of Hertfordshire.
Jones dan Arridge menunjukkan bahawa biji-bijian dapat diisi melalui proses triboelektrik yang disebut, melalui penyambungan bersama di lubang di bawah permukaan Enceladus sebelum mereka muncul ke bulu. Ini memberi petunjuk penting kepada keadaan di lubang udara, dan seterusnya dapat membantu memahami keadaan di kawasan pedalaman.
Jones dan Arridge tertarik dengan penemuan mereka tentang Enceladus: "Apa yang sangat menarik adalah semburan debu yang CAPS dapati ketika Cassini melewati jet individu dalam bulu itu" kata Jones. "Setiap jet dibagi sesuai dengan muatan", tambah Arridge, "Biji-bijian negatif di satu sisi, dan yang positif di sisi lain".
Arridge mengatakan bahawa mungkin, kerana biji-bijian bermuatan ini menjauh dari Enceladus, jalan mereka dibengkokkan oleh medan elektrik dan magnet di magnetosfer raksasa Saturnus. Dengan cara ini magnetosfer Saturnus bertindak sebagai spektrometer massa yang sangat besar untuk zarah-zarah bulu, yang membolehkan para saintis mengekang jisimnya. Arridge telah mulai memodelkan jalan zarah-zarah yang baru ditemui ini.
Gas terionisasi (plasma) di magnetosfera Saturnus melepasi Enceladus dengan kecepatan lebih dari 80000 km per jam. Hasil Arridge menunjukkan bahawa agar spektrometer jisim yang sangat besar ini dapat berfungsi dan agar zarah-zarah debu ini sampai ke Cassini, sungai plasma ini mesti diperlahankan dengan ketara, di dalam dan berhampiran bulu, dengan kelajuan kurang dari 3200 km per jam. Kelambatan plasma ini adalah hasil daripada penyambungan plum yang menyuntikkan zarah ke dalam aliran plasma - menjadikan keseluruhan aliran menjadi perlahan dengan kesan yang serupa dengan ketika kereta memasuki lebuh raya yang sibuk. Hasil baru ini memberikan bukti lebih lanjut bahawa bahan dalam bulu Enceladus mempunyai pengaruh besar pada sekitar bulan.
Flybys Cassini Masa Depan akan membantu lebih memahami proses yang berlaku di Enceladus dan di sekitarnya. William Herschel tidak dapat menduga bahawa titik cahaya yang dijumpainya pada tahun 1789 akan menjadi tempat yang sangat eksotik.
Sumber: RAS
