Měsíce velkých planet jsou velmi slibné. Co na nich objevily pozemské sondy?

Náš Měsíc je ve srovnání s jinými kosmickými objekty poměrně nezajímavým tělesem. Přesto se pro nás stal přirozeným „referenčním modelem“ pro vnímání ostatních satelitů ve Sluneční soustavě. Mnohé z nich však mají více společného s komplexními planetami než právě s průvodcem naší Země.

Svět planetárních souputníků se nám odkryl až s érou meziplanetárních sond v 70. letech 20. století. V březnu 1979 prolétala kolem Jupitera sonda Voyager 1 a právě měsíc Io se postaral o největší překvapení mise. Automat jej míjel ve vzdálenosti pouhých 21 000 km a vědci čekali jakési zmenšené „dvojče“ zemského průvodce s povrchem posetým krátery po dopadech jiných těles. Předpokládali totiž, že Io neustále čelí kosmickému bombardování, neboť extrémně hmotný Jupiter přitahuje objekty z okolního prostoru. Voyager 1 však odhalil krustu rozpraskanou ve velkých blocích a výzkumníci nenašli lepší vysvětlení, než že povrch měsíce zarovnává vulkanická činnost. Nakonec se překvapivý odhad potvrdil, protože snímky zachytily osm aktivních sopek!

Sněhová koule Europa

Podobně se změnil i náš pohled na dalšího Jupiterova průvodce – Europu. Před začátkem kosmického věku ji astronomové popisovali jako „velkou sněhovou kouli“, neboť poměrně jasně zářila. Předpokládanou podobu i složení tělesa následně potvrdily průlety Voyageru 1 a 2.

Šlo ovšem o pouhou část obrazu: ukázalo se totiž, že se Europa v mnohém podobá Zemi! O nečekané zjištění se postarala sonda Galileo, která v letech 1995–2003 zkoumala Jupiter a jeho měsíce. Povrch Europy připomíná ledovou kůru zamrzlých pozemských oceánů a podle našich dosavadních znalostí jej tvoří zmrzlá voda – od určité hloubky je však nejspíš tekutá. Některé modely napovídají, že svrchní zmrzlá skořápka měří místy jen 5 km, podle jiných – a zřejmě pravděpodobnějších předpovědí – bude ovšem výrazně silnější, zhruba stokilometrová.

Každopádně by se pod ní mohl nacházet tekutý oceán s  příznivými podmínkami pro vznik a vývoj života. Je to dáno i faktem, že Europa spíš než měsíc připomíná malou planetu: kromě jiného má totiž žhavé jádro, jež dokáže udržovat hypotetický oceán v tekutém stavu navzdory povrchové teplotě −180 °C. Uvedenou teorii podporuje také skutečnost, že povrch tělesa je relativně mladý a nepokrývají jej krátery či podobné útvary. Roli zde hraje jednak tzv. kryovulkanismus, přičemž tamní sopky nechrlí žhavou lávu, ale ledové částice; navíc se povrch měsíce pomalu mění, což opět svědčí o existenci silných podpovrchových jevů, pravděpodobně právě oceánů.

Oceán na Ganymedu

Náznaky o existenci podpovrchového oceánu na Jupiterově průvodci Ganymedu se objevily už v 70. letech, tedy mnohem dřív než v případě jiných těles. Souvisely přitom s nezvyklými projevy magnetického pole měsíce, mimochodem jediného magnetického pole u satelitů zmíněného plynného obra. Toto chování nebylo možné vysvětlit jinak než právě přítomností mohutné tekuté podpovrchové masy, proto se na Ganymed zaměřila sonda Galileo, která mohla jeho magnetické pole studovat dlouhodobě a přesněji. Získaná data pak předpoklady vědců potvrdila.

Letos navíc odborníci zveřejnili výsledky pozorování polárních září na Ganymedu pomocí Hubbleova teleskopu – a právě podpovrchový oceán odpovídá sledovaným projevům nejlépe. Pod svrchním ledovým příkrovem o síle až 200 km se podle všeho nachází zhruba stokilometrový oceán s ledovým dnem. Na některých místech vykazuje povrch měsíce dokonce známky zaplavení, což by znamenalo, že se ledový příkrov čas od času naruší a kapalná voda pronikne na povrch.

Titan a jezera metanu

Ze všech měsíců velkých planet jsme zatím nejlépe prozkoumali Saturnův Titan, který se stal v lednu 2005 cílem evropské přistávací mise Huygens – šlo přitom o dosud nejdůležitější triumf Evropy při dobývání kosmu. Titan je s poloměrem 2 575 km větší než Merkur (2 440 km) a jen o něco menší než Mars (3 390 km). Z velké části sestává z vodního ledu a jeho atmosféru tvoří převážně metan, který však ultrafialové záření v nižších vrstvách plynného obalu rozkládá na organické sloučeniny nebo etan.

Od roku 2004 do roku 2017 kroužila kolem Saturnu americká sonda Cassini, jež k Titanu dopravila právě modul Huygens. Objevila přitom na měsíci celou řadu nečekaných sloučenin, které ovšem důvěrně známe, neboť hrály roli při vzniku a vývoji života na Zemi. Jedná se například o tekuté uhlovodíky – především zmíněný metan a etan: těžko si sice představit jejich rentabilní a efektivní těžbu, nicméně Saturnův průvodce může posloužit jako laboratoř pro studium těchto zdrojů.

Výsadková mise Huygens byla relativně krátká, přesto se zapsala do historie. Atmosférou modul sestupoval 2 hodiny a 42 minut a z povrchu pak vysílal 1 hodinu a 12 minut. Pórovitý terén v místě přistání měl světle oranžovou barvu a vědci jej označili jako „hydrokarbonátovou břečku, ve které jsou roztroušeny zmrzlé špinavé koule z ledu a metanu“. Na Zemi bychom podobný povrch přirovnali k mokrému písku či hlíně.

Snímky pak odhalily v okolí dosednutí „oblázky“ a spektrální měření prokázala, že se skládají ze špinavého vodního ledu, nikoliv z křemíkatých hornin. Při teplotách panujících na Titanu jsou ovšem pevné jako kámen. Na povrchu se kromě toho usazují částice z atmosféry, metanové deště je však z výše položených míst splachují do nižších lokalit: záběry pořízené při přistání jasně ukazovaly, že vyšší oblasti mají světlejší barvu, kdežto nižší polohy s usazeninami jsou tmavší. Koryta přitom směřují do jezer, kde se formují útvary podobné pozemským ostrovům či pobřežním mělčinám.

Huygens dále zjistil, že na Titanu prší – metanové kapky. Místo přistání se na první pohled zdálo suché, ale podrobnější analýza snímků odhalila na okolních objektech stopy po působení nízkoviskózní kapaliny. Podle všeho tak na měsíci panují krátká, ale velmi intenzivní vlhká období – nejspíš i s duhami. Titan se každopádně značně podobá Zemi, jen „operuje“ s materiály, které jsou pro nás exotické: Zatímco my máme kapalnou vodu, na Titanu plní její roli kapalný metan. Zatímco Zemi pokrývají křemíkaté horniny, na Saturnově měsíci se jedná o zmrzlý led. Namísto prachových usazenin a částic má Titan hydrouhlíkaté částice usazující se z atmosféry. A místo lávy chrlí tamní vulkány směs amoniaku a vody v kapalném i pevném stavu.

Enceladus, nový černý kůň

Saturnův Enceladus je nejjasnějším měsícem ve Sluneční soustavě – odráží 90 % světla. Jeho zvláštní povrch zahrnuje kromě míst posetých krátery i oblasti, kde zmíněné útvary zcela chybějí: jedná se o lokality zvrásněné a zvlněné jako při místních pohybech a tavení ledové kůry, což lze nejspíš přičítat vnitřní aktivitě tělesa. 

Sonda Cassini pak na měsíci odhalila přítomnost vodních par: Jeho povrch pokrývá velké množství trhlin, z nichž čas od času vyrážejí gejzíry až do výšky 1 000 km. Jedná se přitom o mimořádný výkon, protože samotný Enceladus měří v průměru pouhých 500 km! Vyvěrající pára se ovšem na povrchu prudce ochladí a změní se ve sprchu ledových krystalů. Cassini se letos v březnu dostala k měsíci na pouhých 50 km, takže mohla zmíněný jev studovat z bezprostřední blízkosti.

TIP: Proč musela shořet sonda Cassini? Kvůli obavám NASA z kontaminace měsíců

Všechny uvedené skutečnosti dělají z Enceladu velmi atraktivní cíl, proto se specialisté NASA rozhodli k bezprecedentnímu kroku: navést sondu Cassini na takovou dráhu, aby proletěla přímo skrz gejzíry, a to ve vzdálenosti pouhých 49 km od povrchu. Automat se sice k Enceladu podobným způsobem přiblížil už dřív, ale gejzírům se zatím důsledně vyhýbal. Historický průlet vodní mlhou se tak konal až v říjnu roku 2015.