ลักษณะทางกายภาพ ของ เอนเซลาดัส

ดวงจันทร์เอนเซลาดัสเมื่อเทียบกับโลก

ขนาดและรูปร่าง

เอนเซลาดัสเป็นดาวบริวารขนาดเล็ก มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 505 กิโลเมตร ซึ่งยาวเพียง 1 ใน 7 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงจันทร์ ความยาวนี้ยาวพอ ๆ กับเกาะบริเตนใหญ่ เอนเซลาดัสมีพื้นที่ผิวประมาณ 800,000 ตารางกิโลเมตร เกือบเท่ากับประเทศโมซัมบิก และใหญ่กว่าประเทศไทยประมาณ 56% เอนเซลาดัสเป็นดาวบริวารดาวเสาร์ที่ใหญ่เป็นอันดับ 6 รองจาก ไททัน (5,150 กม.) เรีย (1,530 กม.) ไอแอพิตัส (1,440 กม.) ไดโอนี (1,120 กม.) และทีทิส (1,050 กม.) เอนเซลาดัสเป็นดาวบริวารสัณฐานทรงกลมที่เล็กที่สุดดวงหนึ่งของดาวเสาร์ ซึ่งดาวบริวารดวงอื่น ๆ ที่เล็กกว่าจะมีรูปทรงบิดเบี้ยวทั้งหมด ยกเว้นไมมัส (390 กม.) เพียงดวงเดียว ดวงจันทร์เอนเซลาดัสมีสัณฐานทรงกลมและแป้นบริเวณขั้ว ค่ามิติที่คำนวณได้จากภาพถ่ายโดยกล้อง Imaging Science Subsystem (ISS) ของยานแคสซีนี คือ 513 × 503 × 497 กิโลเมตร[23] โดย 513 กิโลเมตรคือความยาวจากด้านประชิดดาวเสาร์ถึงด้านตรงข้ามดาวเสาร์ ส่วน 497 กิโลเมตรคือความยาวจากขั้วเหนือถึงขั้วใต้ แสดงให้เห็นถึงการปรับตัวของดวงจันทร์ให้อยู่ในสภาวะสมดุลมากที่สุด

พื้นผิว

เมื่อเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1981 (พ.ศ. 2524) ยานวอยเอจเจอร์ 2 เป็นยานสำรวจลำแรกที่ถ่ายภาพรายละเอียดพื้นผิวของดวงจันทร์เอนเซลาดัส จากการวิเคราะห์ภาพถ่ายโมเสกความละเอียดสูงสุดทำให้ทราบว่าลักษณะภูมิประเทศของดวงจันทร์ดวงนี้สามารถจำแนกได้อย่างน้อย 5 ประเภท เช่น ภูมิประเทศหลุมอุกกาบาต พื้นเรียบที่มีอายุน้อย แนวสันเขา (ridge) ที่ส่วนใหญ่ตั้งอยู่บนขอบของพื้นราบอายุน้อย[14] รอยแตกเป็นเส้นตรงกินพื้นที่กว้าง[25] และผาชัน (scarp) เป็นต้น สำหรับภูมิประเทศที่เป็นพื้นราบน่าจะมีอายุประมาณไม่กี่ร้อยล้านปี สันนิษฐานว่าภูมิประเทศลักษณะนี้อาจเกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่น จากภูเขาไฟน้ำแข็ง และเปลี่ยนให้พื้นผิวดูใหม่เอี่ยม ซึ่งพื้นผิวที่ใหม่และน้ำแข็งที่ปกคลุมนี่เองทำให้เอนเซลาดัสมีพื้นผิวที่สะท้อนแสงได้ดีที่สุด มีค่าอัตราส่วนสะท้อนเชิงเรขาคณิต 1.38[26] เนื่องจากการสะท้อนแสงอาทิตย์ที่สูงเช่นนี้ ทำให้พื้นผิวของดวงจันทร์มีอุณหภูมิต่ำมาก แม้แต่ตอนกลางวันก็ร้อนสุดที่ −198 °C หนาวกว่าดวงจันทร์ดวงอื่น ๆ ของดาวเสาร์[27]

จากการโคจรเข้าใกล้ของยานแคสซีนีเมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ 9 มีนาคม และ 14 กรกฎาคม ค.ศ. 2005 (พ.ศ. 2548) ตามลำดับ ภาพถ่ายที่ได้แสดงให้เห็นถึงรายละเอียดที่ชัดเจนกว่าภาพจากยานวอยเอจเจอร์ 2 มาก ตัวอย่างเช่น บริเวณพื้นราบที่ถ่ายโดยยานวอยเอจเจอร์ กลับพบว่ามีสันเขาและผาชันขนาดเล็กจำนวนมาก รวมทั้งยังพบรอยแตกในภูมิประเทศแบบหลุมอุกกาบาตอีกเป็นจำนวนมาก[28] นอกจากนี้พื้นที่หลายส่วนของภูมิประเทศแบบที่ราบซึ่งยานวอยเอจเจอร์ถ่ายภาพได้ไม่ชัดเจนนัก ก็ถูกถ่ายเพิ่มเติมโดยยานแคสซีนี จนเห็นรายละเอียดใหม่ ๆ เช่น ภูมิประเทศอันแปลกประหลาดบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์[23]

แผนที่ดวงจันทร์เอนเซลาดัส ถ่ายโดยยานแคสซีนี-ไฮเกนส์

ประกอบขึ้นจากชุดภาพถ่ายของยานแคสซีนี (2010)

ซีกเหนือของดาว ตรงกลางคือขั้วเหนือ (2011)

ซีกใต้ของดาว ตรงกลางคือขั้วใต้ (2011)

โครงสร้างภายใน

แบบจำลองโครงสร้างภายในเอนเซลาดัสตามผลการสำรวจของยานแคสซีนี แกนกลางสีน้ำตาลคือซิลิเกต ชั้นเนื้อสีขาวคือน้ำแข็ง ส่วนสีเหลืองและแดงทางขั้วใต้คาดว่าเป็นชั้นหินคดโค้งแทรกดัน (en:diapir)[29]

ก่อนภารกิจสำรวจของยานแคสซีนี เรารู้เรื่องราวเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของเอนเซลาดัสน้อยมาก แต่หลังจากที่ยานแคสซีนีได้สำรวจดวงจันทร์ดวงนี้แล้ว เราได้ข้อมูลสำคัญเป็นจำนวนมาก รวมทั้งข้อมูลภายในของดาวดวงนี้ เช่นเดียวกับการกำหนดมวล รูปร่าง และลักษณะทางธรณีเคมีของดาวที่แม่นยำขึ้น

ค่ามวลของดวงจันทร์ที่คำนวณได้ในสมัยของยานวอยเอจเจอร์ ทำให้เราคาดว่าเอนเซลาดัสประกอบด้วยน้ำแข็งล้วน[14] แต่เมื่อมาถึงสมัยของยานแคสซีนี ซึ่งเราคำนวณค่ามวลจากแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อตัวยานเมื่อยานโคจรเข้าใกล้ ทำให้เราทราบว่ามวลที่แท้จริงนั้นมีค่ามากกว่าที่เคยคำนวณไว้มาก ผลที่ได้คือดวงจันทร์มีความหนาแน่น 1.61 กรัมต่อตารางเซนติเมตร[23] ทำให้เอนเซลาดัสมีความหนาแน่นมากกว่าดวงจันทร์น้ำแข็งขนาดกลางดวงอื่น ๆ ของดาวเสาร์ และค่าความหนาแน่นยังบ่งชี้ว่าเอนเซลาดัสประกอบด้วยซิลิเกตและเหล็กในปริมาณมหาศาล ซึ่งเป็นไปได้ที่ภายในดวงจันทร์ดวงนี้อาจเคยร้อน (กว่าในปัจจุบัน) อันเป็นผลมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี