Εγκέλαδος (δορυφόρος)

Ετυμολογία

Ο Εγκέλαδος πήρε το όνομά του από τον γίγαντα τιτάνα Εγκέλαδο της ελληνικής μυθολογίας. Είναι γνωστός και με τα διακριτικά Saturn IΙ (Κρόνος ΙΙ). Το όνομα Εγκέλαδος προτάθηκε από τον γιο του Ουίλιαμ Χέρσελ, τον Τζον Χέρσελ, στη δημοσίευσή του (του 1847) Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope. Καθώς αναφέρει ο Ουίλιαμ Λάσελ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, τ. 8, σσ. 42–43) το 1848, ο Χέρσελ επέλεξε το όνομα επειδή ο θεός Κρόνος ήταν ο ηγέτης των Τιτάνων. Το επίθετο για τον αναφερόμενο στον Εγκέλαδο είναι «εγκελάδειος».
Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά στην επιφάνεια του Εγκέλαδου ονομάζονται από την ΔΑΕ με τα ονόματα προσώπων (οι κρατήρες) και τόπων από τις Χίλιες και μία νύχτες. Μέχρι στιγμής, 57 χαρακτηριστικά έχουν ονομασθεί επισήμως από την ΔΑΕ, τα 22 το 1982 (μετά τα Βόγιατζερ) και τα 35 τον Νοέμβριο 2006 (από τις τρεις εγγύτερες προσεγγίσεις του Κασσίνι το 2005). Παραδείγματα: το σύστημα λοφοσειρών «Σαμαρκάνδη», ο κρατήρας Αλαντίν και η πεδιάδα Σαραντίμπ.

Παρατήρηση

Σε ένα παρατηρητή στη Γη, ο Εγκέλαδος έχει φαινόμενο μέγεθος +11,7, και γι'αυτό το λόγο δεν είναι ποτέ ορατός με γυμνό μάτι. Όμως είναι εύκολα ορατός με ένα τηλεσκόπιο 30 εκατοστών σε διάμετρο, όπως φαίνεται από τις συνθήκες της ανακάλυψης.
Επειδή περιφέρεται γύρω από τον Κρόνο σε 1,37 μέρες, είναι πιθανό σε μία νύκτα να παρατηρηθεί η κίνηση του Εγκέλαδου γύρω από τον Κρόνο αν η διάρκεια παρατήρησης είναι αρκετά μεγάλη.

Τροχιά

Ο Εγκέλαδος είναι ένας από τους μεγαλύτερους εσωτερικούς δορυφόρους του Κρόνου, ο 14ος κατά σειρά αποστάσεως από τον πλανήτη (αλλά μόλις 2 από τους 13 εγγύτερους, ο Ιανός και ο Μίμας, έχουν αξιόλογο μέγεθος). Ο Εγκέλαδος περιφέρεται γύρω από τον Κρόνο σε μέση απόσταση 237.948 χλμ. από το κέντρο του πλανήτη και 180.000 χλμ. από τις κορυφές των νεφών του, ανάμεσα στις τροχιές του Μίμαντα και της Τηθύος. Χρειάζεται 32 ώρες 53 λεπτά και 6,84 δευτερόλεπτα για να συμπληρώσει μία πλήρη περιφορά (η κίνησή του αυτή μπορεί να γίνει αντιληπτή σε μία γήινη νύκτα παρατηρήσεως). Ο Εγκέλαδος βρίσκεται στην εποχή μας σε ένα τροχιακό συντονισμό 2:1 με τον δορυφόρο Διώνη, δηλαδή εκτελεί 2 περιφορές στον χρόνο που η Διώνη εκτελεί μία. Αυτός ο συντονισμός βοηθά στη διατήρηση της μικρής εκκεντρότητας της τροχιάς του Εγκέλαδου (0,0047) και παρέχει μια πηγή ενέργειας για τη γεωλογική του δραστηριότητα. Η κλίση του επιπέδου της τροχιάς είναι μόλις 1 λεπτό της μοίρας ως προς το ισημερινό επίπεδο του Κρόνου.
Καθώς συμβαίνει με όλους τους μεγάλους εσωτερικούς δορυφόρους του Κρόνου, αλλά και με τη Σελήνη της Γης, ο Εγκέλαδος εμφανίζει το φαινόμενο της σύγχρονης περιστροφής, δηλαδή το ένα του ημισφαίριο «βλέπει» συνεχώς προς τον Κρόνο, ενώ το άλλο είναι στραμμένο μονίμως μακριά του. Αυτό οφείλεται στις παλιρροϊκές δυνάμεις που ασκεί ο πλανήτης στον δορυφόρο επί δισεκατομμύρια χρόνια. Οι ίδιες δυνάμεις τείνουν να καταστήσουν την τροχιά εντελώς κυκλική. Αντίθετα ωστόσο με τη Σελήνη, ο Εγκέλαδος δεν εμφανίζει σήμερα λίκνιση, τουλάχιστον πάνω από 1,5 μοίρα, πιθανολογείται όμως ότι εμφάνιζε κατά το παρελθόν. Αυτή η λίκνιση σε συνδυασμό με το συντονισμό δρα ως επιπλέον πηγή θερμότητας.

Αλληλεπίδραση με τον Δακτύλιο E

Ο Δακτύλιος E του Κρόνου είναι ο πλατύτερος και ο εξώτερος του πλανήτη. Είναι ένας αραιότατος δίσκος μικροσκοπικών τεμαχίων πάγου και σκόνης, με το εσωτερικό του άκρο να ορίζεται από την τροχιά του Μίμαντα και το εξωτερικό κάπου κοντά στην τροχιά της Ρέας. Πολλά μαθηματικά μοντέλα αποδεικνύουν ότι ένας τέτοιος δακτύλιος είναι ασταθής, με μέσο χρόνο ζωής ανάμεσα σε 10.000 και 1.000.000 χρόνια. Επομένως, τα σωματίδια που τον αποτελούν πρέπει να ανανεώνονται συνεχώς. Ο Εγκέλαδος κινείται στο εσωτερικό του δακτυλίου, εκεί όπου είναι πυκνότερος και στενότερος. Επομένως, είναι η κυριότερη πηγή των σωματιδίων που αποτελούν τον Δακτύλιο E, πράγμα που αποδείχθηκε από την αποστολή Κασσίνι.
Υπάρχουν δύο διαφορετικοί μηχανισμοί που τροφοδοτούν τον δακτύλιο με υλικό. Ο πρώτος, μάλλον ο σημαντικότερος, είναι από το λοφίο αερίων που υψώνεται από τη νότια πολική περιοχή. Ενώ τα περισσότερα σωματίδια ξαναπέφτουν στην επιφάνεια, μερικά δραπετεύουν από το ασθενές βαρυτικό πεδίο του Εγκέλαδου και εισέρχονται σε τροχιά περί τον Κρόνο. Ο δεύτερος μηχανισμός είναι από τον βομβαρδισμό της επιφάνειας του δορυφόρου από μετεωροειδείς, που εκτοξεύει σωματίδια σκόνης από την επιφάνεια. Αυτός ο μηχανισμός δεν ισχύει μόνο για τον Εγκέλαδο, αλλά για όλους τους δορυφόρους του Κρόνου που βρίσκονται έξω από τον Δακτύλιο E.

Διαστάσεις και σχήμα

Ο Εγκέλαδος είναι σχετικώς μικρό σώμα, με μέση διάμετρο 504,2 χιλιόμετρα (ακριβέστερες διαστάσεις 513,2×502,8×496,6 χλμ.), μόλις το ένα έβδομο της διαμέτρου της Σελήνης. Η επιφάνειά του έχει έκταση λίγο παραπάνω από 800.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα, είναι δηλαδή εξαπλάσια της επιφάνειας της Ελλάδας και σχεδόν ίση με αυτή της Μοζαμβίκης.
Το ακριβές σχήμα του Εγκέλαδου είναι πεπλατυσμένο στους πόλους ελλειψοειδές, με μέγιστο άξονα στη διεύθυνση προς και από τον Κρόνο.

Μάζα

Η μάζα του Εγκέλαδου ανέρχεται σε 108,02 ± 0,10 τετράκις εκατομμύρια τόνους, δηλαδή 55.420 φορές μικρότερη από τη μάζα της Γης. Αυτό αντιστοιχεί σε μέση πυκνότητα 1,6096 ± 0,0024 γραμμάριο/cm³. Η μέση επιτάχυνση της βαρύτητας στην επιφάνεια είναι περί τα 0,111 m/sec², δηλαδή η βαρύτητα εκεί είναι 88 φορές ασθενέστερη από αυτή στην επιφάνεια της Γης. Η ταχύτητα διαφυγής είναι περίπου 239 m/sec ή 866 χιλιόμετρα την ώρα.

Ατμόσφαιρα

Υπάρχουν ίχνη αερίων κοντά στην επιφάνεια του Εγκέλαδου, κυρίως πάνω από τη νότια πολική περιοχή (βλ. παρακάτω). Η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια πάντως είναι πρακτικά μηδέν. Η σύσταση των αερίων είναι:
91% υδρατμοί
4% άζωτο
3,2% διοξείδιο του άνθρακα
1,7% μεθάνιο.

Επιφάνεια

Από τις εικόνες ήδη του Βόγιατζερ 2 διακρίνονται τουλάχιστον πέντε διαφορετικά είδη επιφάνειας ενώ έχουν παρατηρηθεί και ρωγμές. Η σχεδόν πλήρης απουσία κρατήρων σε μεγάλες περιοχές υποδεικνύει τη μικρή τους ηλικία και την αντίστοιχη γεωλογική δράση που ανανεώνει την επιφάνεια. Ο φρέσκος και καθαρός πάγος που κυριαρχεί στην επιφάνειά του καθιστά τον Εγκέλαδο ίσως το λευκότερο σώμα σε ολόκληρο το Ηλιακό σύστημα, με οπτικό γεωμετρικό άλβεδο 1,38. Αυτό συντείνει στο να διατηρείται ακόμα χαμηλότερη η μέση επιφανειακή θερμοκρασία (−198 °C το μεσημέρι).
Οι παρατηρήσεις του διαστημοπλοίου Κασσίνι το 2005 απεκάλυψαν τα επιφανειακά χαρακτηριστικά πολύ καλύτερα. Π.χ. οι ομαλές πεδιάδες χωρίς κρατήρες έχουν πολυάριθμες μικρές λοφοσειρές και αντίστοιχες αύλακες. Επιπρόσθετα, στις περιοχές με κρατήρες ανακαλύφθηκαν πολυάριθμες ρηγματώσεις, που υποδεικνύουν ότι η επιφάνεια έχει παραμορφωθεί από τότε που δημιουργήθηκαν οι κρατήρες (Rathbun, J.A. et al. 2005). Τέλος, ανακαλύφθηκαν επιπλέον περιοχές με πρόσφατη επιφάνεια που δεν είχαν απεικονιστεί καλά από το Βόγιατζερ, όπως η ασυνήθιστη περιοχή κοντά στο νότιο πόλο.

Κρατήρες

Με βάση την πυκνότητα των κρατήρων (αριθμός κρατήρων ανά μονάδα εμβαδού) διακρίθηκαν τρεις διαφορετικές διαβαθμίσεις στην τοπογραφία του Εγκέλαδου, από τις ct₁ και ct₂, με πολυάριθμους κρατήρες διαμέτρου 10 ως 20 χλμ., μέχρι την cp, τις πεδιάδες με τους ελάχιστους κρατήρες. Αυτή η υποδιαίρεση υποδηλώνει περισσότερα στάδια στη δημιουργία της επιφάνειας του δορυφόρου.
Οι πρόσφατες παρατηρήσεις του Κασσίνι στις περιοχές ct₂ και cp αποκάλυψαν ότι πολλοί από τους κρατήρες είναι παραμορφωμένοι τόσο από ιξώδη παραμόρφωση όσο και από ρηγμάτωση. Η πρώτη διαδικασία προκαλεί παραμορφώσεις σε γεωλογικές κλίμακες χρόνου στην τοπογραφία του πάγου εξαιτίας της βαρύτητας και καθιστά την επιφάνεια πιο επίπεδη και ο ρυθμός της εξαρτάται από τη θερμοκρασία του πάγου: ο θερμός πάγος παραμορφώνεται ταχύτερο από τον κρύο. Οι κρατήρες που έχουν υποστεί ιξώδη παραμόρφωση έχουν θολωτή επιφάνεια ή ξεχωρίζουν απλώς εξαιτίας του δακτυλιδιού ιζημάτων,ενώ πολλοί κρατήρες έχουν παραμορφωθεί από τις τεκτονικές ρηγματώσεις. Η δεύτερη προκαλείται από τεκτονικούς παράγοντες και είναι η απόδειξη της γεωλογικής δράσεως. Σχεδόν όλοι οι κρατήρες του Εγκέλαδου στις περιοχές ct₂ που απεικόνισε το Κασσίνι φέρουν ίχνη από τεκτονική παραμόρφωση. Ενώ λοιπόν οι περιοχές με πολλούς κρατήρες είναι οι αρχαιότερες, σχεδόν όλοι οι κρατήρες στην επιφάνεια του δορυφόρου βρίσκονται σε κάποιο στάδιο «υποβαθμίσεως».

Τεκτονική τοπογραφία και λείες πεδιάδες

Τα τεκτονικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν τάφρους και περιοχές με διαδοχικές παράλληλες αύλακες και λοφοσειρές, όπως ανακάλυψε το Voyager 2. Αυτές οι περιοχές συχνά χωρίζουν τις πεδιάδες χωρίς κρατήρες από τις περιοχές με κρατήρες. Μοιάζουν με αντίστοιχες αυλακώσεις στον δορυφόρο Γανυμήδη, αλλά είναι πιο περίπλοκες, καθώς δεν είναι πάντα αυστηρά παράλληλες. Πιο εντυπωσιακά είναι τα φαράγγια, με μήκη ως 200 χλμ., πλάτη από 5 ως 10 χλμ. και βάθη περί το 1 χλμ.
Εικόνες του Κασσίνι από την περιοχή Σαμαρκάνδη έχουν αποκαλύψει μυστηριώδεις σκοτεινές γραμμώσεις με πλάτη από 125 ως 750 μέτρα, που εκτείνονται παράλληλα με στενές ρηγματώσεις, που θυμίζουν την επιφάνεια του Γανυμήδη. Πιθανώς είναι σημεία καταρρεύσεων.
Πέρα από αυτούς του σχηματισμούς, όπως στενές ρωγμές (με πλάτος κάποιες εκατοντάδες μέτρα) που ανακαλύφθηκαν από το Κασσίνι. Πολλές από αυτές βρίσκονται σε δέσμες που διασχίζουν περιοχές με κρατήρες. Αυτές οι ρωγμές φαίνεται ότι φτάνουν σε βάθος μόλις λίγων εκατοντάδων μέτρων μέσα στο φλοιό. Φαίνεται ότι αρκετές έχουν επηρεαστεί κατά τη δημιουργία τους από τον εξασθενισμένο ρηγόλιθο που προέρχεται από τους κρατήρες, αλλάζοντας τη δομή της ρωγμής. Άλλα χαρακτηριστικά είναι τα γραμμικά αυλάκια, τα οποία διασχίζουν γεωλογικά διαφορετικές περιοχές, και οι οροσειρές, οι οποίες είναι περιορισμένες σε έκταση και φτάνουν σε ύψος ενός χιλιομέτρου, όπως και θόλοι με το ίδιο ύψος. 
Οι λείες πεδιάδες χωρίς κρατήρες, όπως η Σαραντίμπ και Diyar, παρουσιάζουν στην πραγματικότητα (εικόνες του Κασσίνι) ένα χαμηλό ανάγλυφο από λοφοσειρές και ρηγματώσεις, προκαλούμενες πιθανότατα από πλάγιες δυνάμεις και φαίνεται ότι έχουν νεότερη επιφάνεια. Παρατηρήθηκαν πρώτη φορά από το Βόγιατζερ. Στη Σαραντίπ δεν εντοπίστηκαν κρατήρες στις εικόνες, ενώ η Diyar διασχίζεται από πολλές τάφρους και ρήγματα. Πιο πρόσφατες παρατηρήσεις από το Κασσίνι έδειξαν ότι στη Σαραντίπ υπάρχουν μικροί κρατήρες πρόσκρουσης και υπολόγισαν ότι η ηλικία της είναι μεταξύ 170 εκατομμυρίων και 3,7 δισεκατομμυρίων, ανάλογο με το ρυθμό πτώσης μετεωριτών.

Νότια πολική περιοχή

Εικόνες του Κασσίνι από τη διέλευση της 14ης Ιουλίου 2005 απεκάλυψαν μια διακριτή περιοχή γύρω από τον νότιο πόλο του Εγκέλαδου, μέχρι τον εξηκοστό παράλληλο νότιου πλάτους, που καλύπτεται από ρηγματώσεις και λοφοσειρές, με ελάχιστους κρατήρες, πράγμα που την κατατάσσει ανάμεσα στις νεαρότερες επιφάνειες του δορυφόρου, με ηλικία μικρότερη των 10 ως 100 εκατομμυρίων ετών. Κοντά στο κέντρο της περιοχής υπάρχουν 4 ρηγματώσεις που οριοθετούνται από λοφοσειρές, στις οποίες δόθηκε το ανεπίσημο όνομα «Λωρίδες της Τίγρης», τα νεότερα ίσως χαρακτηριστικά πάνω στον Εγκέλαδο. Αυτές περιβάλλονται από χονδρόκοκκο πάγο νερού (με πράσινη χροιά στις εικόνες με ψευδοχρώματα) που, σύμφωνα με το Φασματόμετρο Ορατού και Υπέρυθρου (VIMS) του Κασσίνι, παρουσιάζει διαφοροποίηση από όλη την υπόλοιπη επιφάνεια του δορυφόρου, με κρυσταλλικό πάγο ηλικίας μικρότερης των χιλίων ετών, αλλά και χημική διαφοροποίηση, με απλές οργανικές χημικές ενώσεις στις ίδιες τις «Λωρίδες της Τίγρης», που μέχρι σήμερα δεν έχουν εντοπισθεί πουθενά αλλού πάνω στον Εγκέλαδο. Ο μπλε πάγος είναι μία επίπεδη επιφάνεια, που υποδεικνύει ότι η επιφάνεια είναι νέα αρκετά ώστε να μην έχει καλυφθεί από πάγο που βρίσκεται στον δακτύλιο Ε του Κρόνου. 
Τμήμα της νότιας πολικής περιοχής παρατηρήθηκε σε πολύ υψηλή μεγέθυνση-ανάλυση κατά την ίδια διέλευση, αποκαλύπτοντας μια έκταση με μεγάλες τεκτονικές παραμορφώσεις και ανώμαλο έδαφος, με κάποιες εκτάσεις να καλύπτονται από βράχους διαμέτρου 10 ως 100 μέτρων.
Το σύνορο της νότιας πολικής περιοχής σημαδεύεται από διάταξη παράλληλων λοφοσειρών και κοιλάδων σχήματος Y και V. Το σχήμα, ο προσανατολισμός και η θέση αυτών των χαρακτηριστικών υποδεικνύει ότι δημιουργήθηκαν από μεταβολές στο συνολικό σχήμα του Εγκέλαδου, που με τη σειρά τους προκλήθηκαν, όπως πιστεύεται σήμερα, από μεταβολή είτε στην τροχιά του (μείωση της ακτίνας της), είτε στον άξονα περιστροφής του. Η μείωση της ακτίνας της τροχιάς του Εγκέλαδου σημαίνει ότι η ταχύτητα περιστροφής αυξήθηκε και αυτό οδήγησε στην επιπεδοποίηση του Εγκέλαδου στον άξονα περιστροφής.
Αντιθέτως, η βόρεια πολική περιοχή του Εγκέλαδου καλύπτεται από παλαιά εδάφη με πολλούς κρατήρες.

Κρυοηφαίστεια

Οι επιστήμονες, ύστερα από τις προσεγγίσεις των Βογιατζερ τη δεκαετία του 1980, ήταν σίγουροι ότι ο Εγκέλαδος ήταν γεωλογικά ενεργός, με βάση τη νεαρή του επιφάνεια, ανακλαστικότητα και θέση κοντά στον πυρήνα του δακτυλίου Ε. Με βάση την σχέση του δορυφόρου και του δακτυλίου, θεωρούταν ότι ο Εγκέλαδος ήταν η πηγή του υλικού του δακτυλίου Ε, ίσως από το νερό το οποίο πήγαζε από το εσωτερικό του δορυφόρου. Όμως οι Βόγιατζερ απέτυχαν να ανακαλύψουν αν ο Εγκέλαδος εξακολουθεί να είναι γεωλογικά ενεργός.
Τελικά, η κρυοηφαιστειακή δράση, κατά την οποία νερό ή άλλα υγρά εξέρχονται από τον φλοιό αντί για λάβα, ανακαλύφθηκε στον Εγκέλαδο από το διαστημόπλοιο Κασσίνι. Η πρώτη παρατήρηση λοφίου από σωματίδια πάγου πάνω από τον νότιο πόλο έγινε τον Ιανουάριο και Φεβρουάριο του 2005, με δεδομένα από το μαγνητόμετρο να βεβαιώνουν ότι δεν οφειλόταν σε πρόβλημα της κάμερας, αφού ανακαλύφθηκαν ίχνη ατμόσφαιρας: Το μαγνητόμετρο διέγνωσε αύξηση στα ιοντικά κύματα στον διαστημικό χώρο κοντά στον Εγκέλαδο, οφειλόμενα στην αλληλεπίδραση ιονισμένων σωματίων με μαγνητικό πεδίο. Η συχνότητα των κυμάτων αυτών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης, στην περίπτωση αυτή ιονισμένου υδρατμού. Στη συνέχεια διαπιστώθηκε ότι το αέριο βρισκόταν συγκεντρωμένο πάνω από την περιοχή του νότιου πόλου, με την ατμοσφαιρική πυκνότητα αλλού να είναι πολύ μικρότερη. Ο Απεικονιστικός Φασματογράφος Υπεριώδους ακτινοβολίας (UVIS) επιβεβαίωσε το γεγονός κατά την παρατήρηση δύο επιπροσθήσεων, όταν απέτυχε να ανιχνεύσει ατμόσφαιρα πάνω από τις περιοχές του ισημερινού, αλλά ανίχνευσε υδρατμούς πάνω από τη νότια πολική περιοχή.
Το Κασσίνι πέταξε μέσα από το νέφος των υδρατμών κατά τη διέλευση της 14ης Ιουλίου 2005, γεγονός που επέτρεψε σε όργανά του όπως ο Φασματογράφος Μάζας Ιόντων και Ουδέτερων Σωματίων (INMS) και ο Αναλυτής Κοσμικής Σκόνης (CDA) να πραγματοποιήσουν απευθείας δειγματοληψία του λοφίου. Το INMS ανίχνευσε κυρίως υδρατμό, αλλά και μοριακό άζωτο, μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Ο CDA «ανίχνευσε μεγάλη αύξηση στον αριθμό σωματιδίων κοντά στον Εγκέλαδο», επιβεβαιώνοντας τον ρόλο του ως της βασικής πηγής τροφοδοσίας για τον Δακτύλιο E. Η ανάλυση των στοιχείων υποδεικνύει ότι το λοφίο των υδρατμών προέρχεται από κρυοηφαιστειακές ανόδους κοντά στον νότιο πόλο.
Μια οπτική επιβεβαίωση της δραστηριότητας αυτής έγινε τον Νοέμβριο 2005, όταν το Κασσίνι απεικόνισε πίδακες κόκκων πάγου που υψώνονταν από τη νότια πολική περιοχή σε μεγάλη γωνία φάσεως (όταν ο Ήλιος βρισκόταν σχεδόν πίσω από τον Εγκέλαδο) και συνέκρινε τις εικόνες με αντίστοιχες άλλων δορυφόρων του Κρόνου. Το λοφίο αποτελείται πράγματι από πολλούς πίδακες (που ίσως οφείλονται σε αντίστοιχο αριθμό ανοιγμάτων εξόδου) μέσα σε ένα μεγαλύτερο, διάχυτο νέφος που εκτείνεται μέχρι σχεδόν 500 χλμ. από την επιφάνεια. Ο Εγκέλαδος είναι το τέταρτο σώμα στο Ηλιακό Σύστημα με επιβεβαιωμένη ηφαιστειακή δράση, μαζί με τη Γη, τον Τρίτωνα και την Ιώ.
Περαιτέρω παρατηρήσεις έγιναν κατά την προσέγγιση του Κασσίνι τις 12 Μαρτίου 2008. Δεδομένα από αυτήν την προσέγγιση αποκάλυψαν επιπλέον χημικά στο λοφίο, ανάμεσα στα οποία απλοί και σύνθετοι υδρογονάνθρακες, όπως προπάνιο, αιθάνιο και αιθίνιο. 
Το 2011 προσδιορίστηκε ότι οι πίδακες περιέχουν άλατα, κάτι που επιβεβαιώνει ότι ο εσωτερικός ωκεανός του Εγκέλαδου έρχεται σε επαφή με τα πετρώματα του δορυφόρου. Αυτό σημαίνει ότι τα διαλυμένα πετρώματα τροφοδοτούν το νερό με χρήσιμες για τους οργανισμούς χημικές ουσίες.
Αυτές οι ανακαλύψεις αύξησαν ακόμη περισσότερο την πιθανότητα να υπάρχει ζωή κάτω από την επιφάνεια του Εγκέλαδου.
Μια θεωρία για τη παρουσία των πιδάκων είναι ότι ο Κρόνος ασκεί παλιρροϊκές δυνάμεις στον Εγκέλαδο, οι οποίες εξαιτίας της οβάλ τροχιάς του μεταβάλλονται μέσα στο χρόνο. Η επίδραση αυτών των αλλαγών είναι η θέρμανση μέρους των εσωτερικού ωκεανού του Εγκέλαδου η οποία εκδηλώνεται με τους πίδακες. Οι αστρονόμοι όμως δεν είναι σίγουροι ότι αυτό αρκεί.

Πριν την ανακάλυψη αμμωνίας

Η συνδυασμένη ανάλυση απεικονίσεων, φασματομετρίας μάζας και μαγνητικών μετρήσεων υποδεικνύει ότι το παρατηρούμενο νότιο πολικό λοφίο δημιουργείται από υλικό που εκτινάσσεται από θύλακες του υπεδάφους όπου βρίσκεται υπό πίεση, παρόμοια με τους θερμοπίδακες (γκέυζερ) της Γης. Επειδή δεν ανιχνεύθηκε αμμωνία στο υλικό, η οποία θα μπορούσε να δράσει ως αντιψυκτικό, ένας τέτοιος θύλακας θα πρέπει να αποτελείται από σχεδόν καθαρό υγρό νερό με θερμοκρασία τουλάχιστο 270 K (-3 βαθμούς C). Μια άλλη πιθανή μέθοδος παραγωγής του λοφίου είναι η εξάχνωση θερμού επιφανειακού πάγου. Το CIRS ανίχνευσε μία θερμή περιοχή κοντά στον νότιο πόλο, με θερμοκρασίες 85 ως 90 K, και με τοποθεσίες θερμοκρασίας μέχρι και 157 K, υπερβολικά θερμές για να εξηγηθούν από ηλιακή θέρμανση, πράγμα που δείχνει ότι η περιοχή θερμαίνεται από το εσωτερικό του δορυφόρου. Ο πάγος σε τέτοιες θερμοκρασίες μπορεί να εξαχνωθεί με πολύ ταχύτερους ρυθμούς από όσο στην υπόλοιπη επιφάνεια, παράγοντας έτσι το λοφίο υλικού. Η εξάχνωση είναι ελκυστική θεωρία, αφού το υποκείμενο στρώμα που θερμαίνει τον επιφανειακό πάγο θα μπορούσε να είναι πυκνό διάλυμα αμμωνίας σε νερό με θερμοκρασία χαμηλότερη από 175 K, πράγμα που θα απαιτούσε πολύ λιγότερη ενέργεια για την παραγωγή του λοφίου. Ωστόσο, η σύσταση του λοφίου ευνοεί την υπόθεση του «ψυχρού θερμοπίδακα».

Ανακάλυψη αμμωνίας

Τον Ιούλιο του 2009 ανακοινώθηκε ότι ανακαλύφθηκε αμμωνία κατά τη διάρκεια των προσεγγίσεων που έγιναν τον Ιούλιο και τον Οκτώβριο 2008.

Εσωτερική δομή

Οι υπολογισμοί μάζας του δορυφόρου από το πρόγραμμα Βόγιατζερ έδειξαν ότι ο Εγκέλαδος αποτελείται σχεδόν εξολοκλήρου από πάγο. Με βάση την επίδραση της βαρύτητας του Εγκέλαδου πάνω στο διαστημόπλοιο Κασσίνι, η μέση πυκνότητά του αναθεωρήθηκε προς τα άνω, περίπου στο 1,61 gr/cm³, πράγμα που τον καθιστά πυκνότερο από τους άλλους μέσων διαστάσεων δορυφόρους του Κρόνου που αποτελούνται κυρίως από πάγο νερού και έτσι υποδεικνύει ότι ο Εγκέλαδος περιέχει μεγαλύτερα ποσοστά πυριτικών ορυκτών και σιδήρου, προφανώς μέσα σε κάποιο διαφοροποιημένο πυρήνα. Με περισσότερα ορυκτά και βαρύτερα στοιχεία πέρα από το οξυγόνο και το υδρογόνο, το εσωτερικό του ίσως να θερμάνθηκε συγκριτικώς περισσότερο και εξαιτίας της διάσπασης ραδιενεργών ισοτόπων.
Εκτός από τη μάζα και τη χημική σύσταση, οι ερευνητές έχουν εξετάσει και το σχήμα του Εγκέλαδου για τον προσδιορισμό της χημικής του δομής. Αποτελέσματα του 2006 με την προϋπόθεση της υδροστατικής ισορροπίας συμφωνούν με ένα αδιαφοροποίητο εσωτερικό, σε αντίθεση με την παραπάνω θεωρία, αλλά το σημερινό σχήμα στηρίζει και την πιθανότητα ότι ο Εγκέλαδος δεν βρίσκεται σε υδροστατική ισορροπία και ίσως περιστρεφόταν ταχύτερα κάποτε στο πρόσφατο παρελθόν (με διαφοροποιημένο εσωτερικό).

Πιθανός ωκεανός νερού

Στα τέλη του 2008, οι επιστήμονες παρατήρησαν υδρατμούς στην επιφάνεια του Εγκέλαδου. Αυτό θα μπορούσε να υποδηλώνει την παρουσία νερού σε υγρή μορφή, το οποίο καθιστά δυνατό την υποστήριξη ζωής στον Εγκέλαδο. H Κάντις Χάνσεν, επιστήμονας του Jet Propulsion Lab της NASA, τέθηκε επικεφαλής μιας ερευνητικής ομάδας για να μελετήσουν τους πίδακες αφότου βρέθηκε ότι κινούνται με περίπου 2.200 χιλιόμετρα ανά ώρα. Δεδομένου ότι αυτή η ταχύτητα είναι δύσκολο να επιτευχθεί εκτός εάν πρόκειται για υγρό, αποφάσισαν να διερευνήσουν τη σύσταση των πιδάκων.
Τελικά διαπιστώθηκε ότι στο δακτύλιο Ε περίπου το 6% των σωματιδίων περιέχουν 0.5-2% κατά μάζα άλατα του νατρίου, η οποία είναι μία σημαντική ποσότητα. Κοντά στον Εγκέλαδο, το ποσοστό των αλατούχων σωματιδίων αυξάνεται σε 70% κατ 'αριθμό και >99% κατά μάζα. Τέτοια σωματίδια πιθανότατα προέρχονται από ένα αλμυρό υπόγειο ωκεανό. Από την άλλη πλευρά, τα μικρά, φτωχά σε άλατα σωματίδια αποτελούν ομοιογενή από πυρήνωση άμεσα από την αέρια φάση. Οι πηγές των αλατούχων σωματιδίων κατανέμονται ομοιόμορφα κατά μήκος των λωρίδων τίγρης, ενώ τα άλλα σωματίδια συνδέονται στενά με τους υψηλής ταχύτητας πίδακες αερίου. Τα αλατούχα σωματίδια κινούνται αργά και ως επί το πλείστον πέφτουν πίσω στην επιφάνεια, ενώ τα γρήγορα σωματίδια διαφεύγει προς το δακτύλιο Ε, εξηγώντας τη φτωχή σε άλατα σύνθεση του.
Η «αλμυρή» σύνθεση του νέφους δείχνει σαφώς ότι πηγή του είναι ένας υπόγειος αλμυρός ωκεανός κάτω από την επιφάνεια ή σπήλαια γεμάτα με αλμυρό νερό. Ο ωκεανός έρχεται σε επαφή με τα πετρώματα του δορυφόρου στο πυθμένα του ωκεανού, γεμίζοντάς τον με άλατα. Εναλλακτικές λύσεις δεν μπορούν να εξηγήσουν την αλατούχα σύνθεση των σωματιδίων. Επιπλέον, το Κασσίνι βρήκε ίχνη οργανικών ενώσεων σε ορισμένους κόκκους σκόνης, ενώ τα διαλυμένα πετρώματα τροφοδοτούν το νερό με χρήσιμες για τους οργανισμούς χημικές ουσίες. Επομένως, ο Εγκέλαδος είναι υποψήφιος για παρουσία εξωγήινης ζωής.
Η παρουσία υγρού νερού κάτω από το φλοιό σημαίνει ότι υπάρχει μια εσωτερική πηγή θερμότητας. Έως σήμερα πιστευόταν ότι ήταν ένας συνδυασμός ραδιενεργού διάσπασης και παλιρροϊκών δυνάμεων, αφού οι παλιρροϊκές δυνάμεις δεν αρκούν από μόνες τους για να εξηγήσουν την παραγωγή θερμότητας. Ο Μίμας, ένα άλλο από τα φεγγάρια του Κρόνου, είναι πιο κοντά στον πλανήτη και έχει πιο εκκεντρική τροχιά, που σημαίνει ότι θα πρέπει να εκτίθεται σε πολύ μεγαλύτερες παλιρροϊκές δυνάμεις από τον Εγκέλαδο, όμως η παλιά και σημαδεμένη από τις συγκρούσεις επιφάνειά του σημαίνει ότι είναι γεωλογικά νεκρός.

Η θέα από τον Εγκέλαδο

Από τον Εγκέλαδο ο Κρόνος θα φαινόταν σχεδόν 60 φορές μεγαλύτερος από όσο φαίνεται να είναι η Σελήνη στον γήινο ουρανό. Επιπλέον, εξαιτίας της σύγχρονης περιστροφής, ο πλανήτης φαίνεται ακίνητος στον ουρανό του Εγκέλαδου (εκτός από μια ελάχιστη αργή ταλάντωση στη θέση του οφειλόμενη στην εκκεντρότητα της τροχιάς), και είναι αόρατος από την άλλη πλευρά του δορυφόρου.
Οι δακτύλιοι του Κρόνου θα φαίνονταν υπό γωνία μόλις 1,1 λεπτού της μοίρας (΄) και συνεπώς θα ήταν σχεδόν αόρατοι, αλλά η σκιά τους πάνω στον Κρόνο θα φαινόταν εύκολα με γυμνό μάτι. Ο ίδιος ο Κρόνος θα έδειχνε φάσεις παρόμοιες με τις σεληνιακές.
Αν βρισκόμασταν πάνω στον Εγκέλαδο, θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε τον Μίμαντα να περνά μπροστά από τον Κρόνο κάθε 72 ώρες κατά μέσο όρο. Η φαινόμενη διάμετρος του Μίμαντα θα ήταν 26΄, περίπου η ίδια με αυτή της Σελήνης όπως φαίνεται από τη Γη. Η Τηθύς, ορατή από την άλλη πλευρά του Εγκέλαδου, θα έφθανε σε μέγιστη φαινόμενη διάμετρο 64΄.

Κατοικησιμότητα

O Εγκέλαδος εκτοξεύει πίδακες αλμυρού νερού αναμεμειγμένου με κόκκους άμμου εμπλουτισμένης σε πυριτία, άζωτο (σε αμμωνία), και οργανικά μόρια, με συμπεριλαμβανόμενα ίχνη απλών υδρογονάνθρακων όπως μεθάνιο (CH₄), προπάνιο (C₃H₈), ασετυλίνη (C₂H₂) και φορμαλδεΰδη (CH₂O), που είναι ανθρακούχα μόρια. Αυτό δείχνει ότι ίσως υπάρχει υδροθερμική δραστηριότητα—μια πηγή ενέργειας—στους υπόγειους ωκεανούς του Εγκέλαδου. Επιπλέον, οι μελέτες προσομοίωσης δείχνουν ότι ο μεγάλος βραχώδης πυρήνας είναι πορώδης, επιτρέποντας στο νερό να ρέει διαμέσου για να προσλάβει θερμότητα. Το μοριακό υδρογόνο (H₂), μία γεωχημική πηγή ενέργειας που μπορεί να μεταβολίζεται από μεθανογόνα μικρόβια για να παρέχει ζωική ενέργεια, μπορεί να υπάρχει εάν, όπως προτείνεται από τις προσομοιώσεις, ο αλμυρός ωκεανός του Εγκέλαδου έχει αλκαλικό pH από  του χονδριτικού βράχου.
Η παρουσία ενός εσωτερικού αλμυρού ωκεανού σε όλη την έκταση του δορυφόρου με ένα υδάτινο περιβάλλον που υποστηρίζεται από τα ρεύματα ωκεάνιας κυκλοφορίας σε όλο τον δορυφόρο, με μια πηγή ενέργειας και σύνθετες οργανικές ενώσεις σε επαφή με τον βραχώδη πυρήνα του Εγκέλαδου, ίσως προάγει τη μελέτη της αστροβιολογίας και της κατοικησιμότητας του περιβάλλοντος για την ανάπτυξη μικροβιακής εξωγήινης ζωής. Η παρουσία ενός ευρέος φάσματος οργανικών ενώσεων και αμμωνίας δείχνει ότι η πηγή τους μπορεί να είναι παρόμοια με τις αντιδράσεις νερού/βράχου οι οποίες είναι γνωστό ότι συμβαίνουν στη Γη και υποστηρίζουν τη ζωή. Ως εκ τούτου, έχουν προταθεί αρκετές ρομποτικές αποστολές για περαιτέρω διερεύνηση του Εγκέλαδου και αξιολόγηση της κατοικησιμότητάς του, όπως οι: Journey to Enceladus and Titan (JET), Enceladus Explorer (En-Ex), Enceladus Life Finder (ELF), Life Investigation For Enceladus (LIFE) και Enceladus Life Signatures and Habitability (ELSAH).

Υδροθερμικές πηγές

Την 13 Απριλίου 2017 η NASA ανακοίνωσε την ανακάλυψη πιθανής υδροθερμικής δραστηριότητα στον υπόγειο ωκεανό του Εγκέλαδου. Το 2015 το ρομποτικό διαστημικό όχημα Κασσίνι πέταξε κοντά στο νότιο πόλο του Εγκέλαδου, σε απόσταση 48,3 χιλιόμετρων από την επιφάνεια του εδάφους, καθώς και μέσα από έναν πίδακα στην πορεία. Το φασματόμετρο μάζας του οχήματος ανίχνευσε μοριακό υδρογόνο (H₂) στον πίδακα. Οι επιστήμονες, μετά από μήνες ανάλυσης, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το υδρογόνο ίσως προέρχεται από υδροθερμική δραστηριότητα στο υπεδάφους. Θεωρείται ότι μια τέτοια δραστηριότητα θα σήμαινε μια πιθανή όαση κατοικησιμότητας.
Η παρουσία άφθονου υδρογόνου στον ωκεανό του Εγκέλαδου σημαίνει ότι τα μικρόβια – εάν υπάρχουν – θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν για παραγωγή ενέργειας συνδυάζοντας το υδρογόνο με το διοξείδιο του άνθρακα που βρίσκεται διαλυμένο στο νερό. Η χημική αντίδραση ονομάζεται μεθανογένεση επειδή παράγει μεθάνιο ως παραπροϊόν, και βρίσκεται στη ρίζα του δέντρου της ζωής στη Γη, το λίκνο για όλες τις γνωστές μορφές ζωής.