Saturnuksen kuu Enceladus on kiehtonut tiedemiehiä siitä lähtien Voyager 2 operaatio läpäisi järjestelmän vuonna 1981. Salaperäisyys on vain syventynyt Cassini koetin vuonna 2004, joka sisälsi neljän samansuuntaisen, lineaarisen halkeaman löytämisen eteläisen napa-alueen ympäriltä. Nämä ominaisuudet saivat lempinimensä "Tiger Stripes" niiden ulkonäön ja tavan vuoksi, jolla ne erottuvat muusta pinnasta.
Löytöstään lähtien tutkijat ovat yrittäneet vastata, mitkä nämä ovat ja mikä ne loi. Onneksi uusi tutkimus, jota johtaa Carnegie Institute of Science, on paljastanut näiden halkeamien fysiikan. Tähän sisältyy kuinka ne liittyvät kuun pilareaktiivisuuteen, miksi ne ilmestyvät Enceladun etelänavan ympärille ja miksi muilla ruumiilla ei ole samanlaisia piirteitä.
Tutkimus, joka ilmestyi äskettäin lehdessä Luonnon tähtitiede, johti Doug Hemingway - Carnegie-stipendiaatti instituutin Terrestrial Magnetism -osaston kanssa. Hänen kanssaan liittyivät planeetta-tutkijat Maxwell Rudolph Kalifornian yliopistosta Davis ja Michael Manga Kalifornian yliopistosta Berkeley.
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä käytti Enceladusin geofysikaalisia malleja tutkiakseen fyysisiä voimia, jotka antoivat tiikeriraitaille mahdollisuuden muodostua ja pysyä paikoillaan ajan myötä. Erityisen mielenkiintoista oli syy, miksi nämä raidat ovat läsnä vain kuun etelänavalla ja miksi ne ovat niin tasaisesti toisistaan. Kuten Hemingway selitti:
”Nämä Cassini-ensin Saturnuksen matkalla näkemät raidat ovat kuin mikään muu aurinkokunnan järjestelmämme tunnetuista. Ne ovat yhdensuuntaisia ja tasaisen etäisyyden päässä, noin 130 kilometriä pitkä ja 35 kilometrin päässä toisistaan. Erityisen mielenkiintoista on se, että ne purskautuvat jatkuvasti vesijään kanssa, vaikka puhumme. Millään muulla jäisellä planeetalla tai kuulla ei ole mitään aivan samanlaista kuin he. "
Vastaus ensimmäiseen kysymykseen osoittautui melko mielenkiintoiseksi. Ilmeisesti mallit paljastivat, että rakojen muodostavat halkeamat olisivat voineet muodostua kumpaankin napaan, ne yksinkertaisesti muodostuivat ensin eteläiseen napaan. Toisaalta syy heidän olemassaololleen liittyy Enceladusin vuorovaikutukseen Saturnuksen kanssa ja sen kiertoradan epäkeskeisyyteen.
Hajottaaksesi sen, Enceladus vie hieman yli päivän (tarkkaan 1,37) yhden Saturnuksen kiertoradan suorittamiseen. Keskimääräisen liikkeen kiertoradan resonanssin 2: 1 takia, sillä sillä on naapurimaiden Dionen kanssa, Enceladus kokee kiertoradallaansa jonkin verran eksentrisyyttä (0,0047), joka menee 236 918 km (147 214 mi) lähimmältä (periapsis) 239 156 km (148 605 mi). ) kauimpana (apoapsis).
Tämä epäkeskeisyys saa Enceladuksen venymään ja taipumaan, mikä johtaa sisäiseen lämmitykseen ja geotermiseen toimintaan. Tämän prosessin ansiosta Enceladus voi ylläpitää sisäisen valtameren ydinvaipan rajalla. Juuri sauvoissa navoilla on tämän gravitaation aiheuttaman muodonmuutoksen suurimmat vaikutukset, mikä johtaa jäälevyn ohuempaan muodostumiseen ja halkeamien muodostumiseen.
Tämä prosessi johtaa myös jäähtymisjaksoihin, jona aikana osa Enceladusin merenpinnan valtamerestä jäätyy. Tämä sulatus ja jäätyminen aiheuttavat jäälevyn paksunemisen ja ohuuden alhaalta, aiheuttaen paineen muutoksia, jotka johtavat halkeamiin. Koska jäälevy on ohuempi napojen kohdalla, se on herkein halkeilulle, mikä johtaa tiikeriraiteisiin.
Nämä kaikki ominaisuudet ovat saaneet nimensä kaupungeista, jotka ovat esillä arabien kansankertomuksessa Arabian yöt: Alexandria Sulcus, Kairo Sulcus, Baghdad Sulcus ja Damascus Sulcus. Ryhmä uskoo, että Bagdadin sulcus-halkeama muodostui ensimmäisenä eikä se jäätynyt uudelleen sen jälkeen. Tämän ansiosta vesipisaroita voi purkautua sisäpuolelta, mikä lopulta aiheutti vielä kolmen rinnakkaisen halkeaman muodostumisen.
Pohjimmiltaan, kun kuun pinnalta ruiskutettiin vesimöriä, ne jäätyivät uudelleen avaruudessa ja sijoittuvat uudestaan lumena pinnalla. Kun lunta kertyi Bagdadin halkeaman reunoja pitkin, kertynyt paino lisäsi toisen paineen lähteen jäälevyyn. Kuten Max Rudolph selitti, tämä ei johdu vain siitä, kuinka nämä halkeamat muodostuivat, vaan miksi ne kulkevat yhdensuuntaisesti toistensa kanssa.
"Mallamme selittää halkeamien säännöllisen etäisyyden", hän sanoi. "Se aiheutti jäälevyn taipumisen riittävän paljon, jotta se pystyi siirtämään yhdensuuntaisen halkeaman noin 35 kilometrin päässä."
Sama mekanismi selittää, miksi Enceladuksen halkeamat pysyvät avoimina ja purkautuvat jatkuvasti vesipisaroiden kanssa. Kuun vuorovaikutus Saturnuksen kanssa johtaa jatkuvaan venytys- ja taipumisjaksoon. Tämä estää halkeamien sulkeutumisen ja sen sijaan varmistaa, että ne kokevat säännöllisen leviämis- ja kapenevuuskuvion.
Miksi tämä tapahtuu Enceladussa eikä muissa kuukuissa - kuten Ganymede, Europa, Titan ja muut ”valtamerten maailmat” - jotka pienenevät koon mukaan. Suuremmalla kuulla on voimakkaampi painovoima, joka estää vuorovesien vuorovaikutusten aiheuttamia murtumia avautumasta kokonaan sisätiloihin. Siksi Enceladus on ainoa tunnettu jäinen kuu, jossa voi esiintyä tiikeriraitoja. Kuten Hemingway luonnehti sitä:
”Koska näiden halkeamien ansiosta olemme pystyneet näytteittämään ja tutkimaan Enceladusin merenpinnan valtamerta, jota astrobiologit rakastavat, piti tärkeänä ymmärtää niitä muodostavat ja ylläpitävät voimat. Kuvun jäisen kuoren kokemien fyysisten vaikutusten mallinnus osoittaa mahdollisesti ainutlaatuisen tapahtumien ja prosessien jakson, joka voisi sallia näiden erottuvien raitojen olemassaolon. "
Seuraavina vuosikymmeninä toivotaan, että Saturnus-järjestelmään voidaan lähettää uusi tehtävä tutkia Enceladusa yksityiskohtaisemmin. Jo tiedot, jotka on hankkinut Cassini on vahvistanut, että halkeamistaan purkautuvat plummit sisältävät orgaanisia molekyylejä. Tulevat tehtävät yrittävät selvittää, onko maan ulkopuolella elämää myös Kuun jäisen pinnan alla.
