ปฏิสัมพันธ์กับวงแหวนอี
วงแหวนอี (E-ring) ของดาวเสาร์เป็นวงแหวนที่อยู่นอกสุดและกว้างที่สุด แต่อนุภาคที่เป็นองค์ประกอบอยู่กระจายกันมาก มีขอบเขตตั้งแต่ดวงจันทร์ไมมัสออกไปจนถึงเรีย และอาจไปถึงไททัน ซึ่งจะทำให้วงแหวนนี้กว้างถึง 1,000,000 กิโลเมตร อย่างไรก็ตาม แบบจำลองทางคณิตศาสตร์แสดงให้เห็นว่าวงแหวนวงนี้ไม่เสถียร
ด้วยอายุขัยระหว่าง 10,000 ถึง 1,000,000 ปี ดังนั้นการที่วงแหวนอยู่มาจนถึงปัจจุบันได้จะต้องมีอนุภาคเข้ามาแทนที่ส่วนที่สูญเสียไปในทันที ซึ่งเอนเซลาดัสมีวงโคจรอยู่ในวงแหวนนี้ ทั้งยังตั้งอยู่ในส่วนที่บางที่สุดแต่หนาแน่นที่สุด ทำให้มีการตั้งสมมติฐานว่าเอนเซลาดัสอาจเป็นแหล่งกำเนิดของวงแหวนอี ซึ่งก็ได้รับการสนับสนุนจากการผลสำรวจของยานแคสซีนี
อย่างไรก็ตามการเกิดและส่งเสริมวงแหวนอี มีอยู่ 2 กลไกที่ไม่เกี่ยวข้องกันเท่าใดนัก[24] กลไกแรก ซึ่งเป็นไปได้ว่าจะเป็นกลไกที่สำคัญที่สุด อธิบายว่า แหล่งกำเนิดอนุภาคมาจากการปะทุของภูเขาไฟน้ำแข็ง (cryovolcano) ที่ตั้งอยู่ทางขั้วใต้ของเอนเซลาดัส โดยที่อนุภาคส่วนใหญ่ตกกลับสู่พื้นผิวดาว แต่ก็จะมีบางส่วนที่หลุดพ้นแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์แล้วออกสู่อวกาศ เคลื่อนที่เป็นวงโคจรรอบดาวเสาร์ ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจากค่าความเร็วหลุดพ้นของเอนเซลาดัสอยู่ที่ 866 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ส่วนกลไกตัวที่สองอธิบายว่า อนุภาคอาจเกิดจากฝุ่นที่ฟุ้งขึ้นมาจากพื้นผิวดวงจันทร์ เมื่อดวงจันทร์ถูกชนโดยเทหวัตถุต่าง ๆ กลไกตัวนี้ยังใช้ได้ไม่เฉพาะกับเอนเซลาดัสเท่านั้น ยังสามารถใช้ได้กับดวงจันทร์ดวงอื่น ๆ ที่อยู่ในเขตวงแหวนอีอีกด้วย
ตำแหน่งของเอนเซลาดัส เมื่อมองจากด้านข้างของดาวเสาร์ สังเกตว่าเอนเซลาดัสตั้งอยู่ในตำแหน่งที่หนาแน่นของวงแหวนอี
ลักษณะทางกายภาพ
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]
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
