Luna Saturnă Enceladus a captivat oamenii de știință de atunci Voyager 2 misiune trecută prin sistem în 1981. Misterul nu s-a adâncit decât de la sosirea Cassini sondă în 2004, care a inclus descoperirea a patru fisuri liniare paralele în jurul regiunii polare sudice. Aceste caracteristici au fost poreclite „Tiger Stripes” datorită aspectului lor și a modului în care ies în evidență de restul suprafeței.
De la descoperirea lor, oamenii de știință au încercat să răspundă care sunt acestea și ce le-au creat în primul rând. Din fericire, noile cercetări conduse de Institutul de Știință Carnegie au dezvăluit fizica care guvernează aceste fisuri. Aceasta include modul în care sunt legate de activitatea de plumă a lunii, de ce apar în jurul polului sud al lui Enceladus și de ce alte corpuri nu au caracteristici similare.
Studiul, apărut recent în jurnal Astronomia naturii, a fost condus de Doug Hemingway - un Carnegie Fellow cu Departamentul de magnetism terestru al Institutului. I s-au alăturat oamenii de știință planetari Maxwell Rudolph de la Universitatea California Davis și Michael Manga de la Universitatea din California Berkeley.
De dragul studiului lor, echipa a folosit modele geofizice de Enceladus pentru a investiga forțele fizice care au permis formarea de Tigri Stripes și să rămână pe loc în timp. Un interes deosebit a fost motivul pentru care aceste dungi sunt prezente doar pe polul sud al Lunii și de ce sunt distanțate atât de uniform. După cum a explicat Hemingway:
„Văzute pentru prima dată de misiunea Cassini în Saturn, aceste dungi nu se cunosc altceva în Sistemul nostru solar. Sunt paralele și distanțate uniform, cu o lungime de aproximativ 130 de kilometri și 35 de kilometri distanță. Ceea ce îi face deosebit de interesanți este faptul că ei continuă să erupă cu gheață de apă, chiar în timp ce vorbim. Nicio altă planetă sau lună înghețată nu seamănă cu ele. ”
Răspunsul la prima întrebare s-a dovedit a fi destul de interesant. Aparent, modelele au dezvăluit că fisurile care alcătuiesc dungile s-ar fi putut forma la oricare pol, ele s-au format pur și simplu pe polul sud. Motivul existenței lor, pe de altă parte, are legătură cu interacțiunea lui Enceladus cu Saturn și cu excentricitatea orbitei sale.
Pentru a o descompune, Enceladus durează puțin peste o zi (1,37 pentru a fi exact) pentru a completa o singură orbită a lui Saturn. Din cauza rezonanței orbitale cu mișcare medie 2: 1, are cu Dione vecină, Enceladus experimentează o anumită excentricitate pe orbita sa (0,0047), mergând de la 236,918 km (147,214 mile) la cea mai apropiată (periapsis) la 239,156 km (148605 mi ) la cea mai îndepărtată (apoapsis).
Această excentricitate face ca Enceladus să se întindă și să se flexeze, rezultând încălzire internă și activitate geotermală. Acest proces este ceea ce permite lui Enceladus să mențină un ocean interior la limita nucleului-manta. Este la poli, unde se simt cel mai mare efect al acestei deformări induse gravitațional, ceea ce duce la ca stratul de gheață să fie mai subțire aici și la formarea fisurilor.
Acest proces duce, de asemenea, la perioade de răcire, timp în care o parte din oceanul subteran al lui Enceladus va îngheța. Această decongelare și înghețare vor face ca gheața să se îngroașe și să se subțire de jos, provocând modificări ale presiunii care duc la fisuri. Deoarece foaia de gheață este mai subțire la stâlpi, este foarte susceptibilă la crăpătură, ceea ce duce la fâșii de tigru.
Toate aceste caracteristici își iau numele din orașele care sunt prezentate în compendiul arab al poveștilor populare Nopțile arabe: Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Bagdad Sulcus și Damascus Sulcus. Echipa consideră că fisura Baghdad Sulcus a fost prima care s-a format și nu s-a mai înghețat după aceea. Acest lucru a permis penajelor de apă să izbucnească din interior, ceea ce a provocat în cele din urmă alte trei fisuri paralele.
Practic, după ce prunele de apă stropite de pe suprafața lunii, acestea se vor îngheța în spațiu și vor fi redepozite ca zăpadă la suprafață. Pe măsură ce zăpada s-a acumulat de-a lungul marginilor fisurii Bagdad, greutatea acumulată a adăugat o altă sursă de presiune asupra gheții. După cum a explicat Max Rudolph, acest lucru nu numai că se explică modul în care s-au format aceste fisuri, dar și de ce se desfășoară paralel între ele.
„Modelul nostru explică distanțarea regulată a fisurilor”, a spus el. "Acest lucru a făcut ca foaia de gheață să se flexeze suficient pentru a declanșa o fisură paralelă la aproximativ 35 de kilometri [mi]".
Același mecanism explică de ce fisurile lui Enceladus rămân deschise și continuă să izbucnească cu prune de apă. Interacțiunea mareei cu Saturn duce la un ciclu constant de întindere și flexare. Acest lucru împiedică închiderea fisurilor și asigură, în schimb, un model regulat de lărgire și îngustare.
În ceea ce privește motivul pentru care se întâmplă acest lucru în Enceladus și nu pe alte luni - cum ar fi Ganymede, Europa, Titan și alte „lumi oceanice” - care se reduce la dimensiuni. Lunile mai mari au o gravitate mai puternică care împiedică fracturile provocate de interacțiunile de maree să se deschidă până la interior. Prin urmare, Enceladus este singura lună înghețată cunoscută în care pot apărea dungi Tiger. După cum a caracterizat Hemingway:
„Întrucât datorită acestor fisuri am reușit să probăm și să studiem oceanul subteran al lui Enceladus, care este iubit de astrobiologi, am considerat că este important să înțelegem forțele care le-au format și le-au susținut. Modelarea noastră a efectelor fizice experimentate de coaja glaciară a Lunii indică o secvență potențial unică de evenimente și procese care ar putea permite existența acestor benzi distincte. "
În deceniile următoare, se speră că o altă misiune poate fi trimisă în sistemul Saturn pentru a explora Enceladus mai detaliat. Deja, datele obținute de Cassini a confirmat că prunele care izbucnesc din fisurile sale conțin molecule organice. Misiunile viitoare vor încerca să stabilească dacă există și viață extraterestră și sub suprafața glaciară a Lunii.
