Saturni kuu Enceladus on teadlasi kütkestanud alates aastast Reisimine 2 missioon läbis süsteemi 1981. aastal. Salapära on pärast süsteemi saabumist ainult süvenenud Cassini 2004. aastal tehtud sond, mis hõlmas nelja paralleelse, lineaarse lõhe avastamist lõunapoolse polaarpiirkonna ümber. Need omadused said hüüdnime 'Tiigritriibud' nende välimuse ja selle tõttu, kuidas nad ülejäänud pinnast eristuvad.
Alates nende avastamisest on teadlased püüdnud vastata, mis need on ja mis need üldse lõi. Õnneks on uued uuringud, mille juhtis Carnegie teadusinstituut on paljastanud neid lõhesid reguleeriva füüsika. See hõlmab seda, kuidas need on seotud Kuu vooluga, miks nad ilmuvad Enceladuse lõunapooluse ümber ja miks teistel kehadel pole sarnaseid tunnuseid.
Uuring, mis ilmus hiljuti ajakirjas Looduse astronoomia , juhtis Doug Hemingway – Carnegie stipendiaat instituudi maapealse magnetismi osakonnas. Temaga ühinesid planeediteadlased Maxwell Rudolph California Davise ülikoolist ja Michael Manga California Berkeley ülikoolist.
Kunstniku mulje Enceladuse võimalikust interjöörist Cassini gravitatsiooniuuringu põhjal. Autorid: NASA/JPL-Caltech.
Uurimise huvides kasutas meeskond Enceladuse geofüüsikalisi mudeleid, et uurida füüsilisi jõude, mis võimaldasid Tiigritriibudel aja jooksul tekkida ja paigale jääda. Eriti huvitav oli põhjus, miks need triibud esinevad ainult Kuu lõunapoolusel ja miks need on nii ühtlaselt paigutatud. Nagu Hemingway selgitas :
'Esmakordselt nägi neid Cassini missioon Saturnile ja need triibud on meie päikesesüsteemis sarnased. Need on paralleelsed ja ühtlaselt paigutatud, umbes 130 kilomeetrit pikad ja 35 kilomeetri kaugusel üksteisest. Eriti huvitavaks teeb need see, et nad purskavad pidevalt vesijääga, isegi kui me räägime. Ühelgi teisel jäisel planeedil või kuul pole midagi nende sarnast.
Vastus esimesele küsimusele osutus üsna huvitavaks. Ilmselt selgus mudelitest, et triipe moodustavad lõhed võisid tekkida kummalgi poolusel, need tekkisid lihtsalt esmalt lõunapoolusele. Teisest küljest on nende olemasolu põhjus seotud Enceladuse interaktsiooniga Saturniga ja selle orbiidi ekstsentrilisusega.
Selle purustamiseks kulub Enceladusel Saturni ühe orbiidi sooritamiseks veidi üle päeva (täpsemalt 1,37). 2:1 keskmise liikumise orbiidi resonantsi tõttu, mis on naaberriigi Dione'iga, kogeb Enceladuse orbiidil mõningast ekstsentrilisust (0,0047), ulatudes lähimast 236 918 km-st (147 214 miilist) 239 156 km-ni (148,6 miili). ) kõige kaugemal (apoapsis).
Saturni kuud ja nende vastavad orbiidid üksteise suhtes. Autorid: NASA/JPL
See ekstsentrilisus paneb Enceladuse venima ja painduma, mille tulemuseks on sisemine kuumenemine ja geotermiline aktiivsus. See protsess võimaldab Enceladusel säilitada siseookean selle tuuma ja vahevöö piiril. Just poolustel on selle gravitatsioonist põhjustatud deformatsiooni suurimaid mõjusid kõige rohkem tunda, mistõttu jääkilp on siin õhem ja tekivad lõhed.
See protsess toob kaasa ka jahtumisperioodid, mille jooksul osa Enceladuse maa-alusest ookeanist külmub. See sulatamine ja külmutamine põhjustab jääkilbi altpoolt paksenemist ja õhenemist, põhjustades rõhumuutusi, mis põhjustavad pragusid. Kuna jääkilp on poolustelt õhem, on see kõige vastuvõtlikum pragunemisele, mis viib Tiigritriibuni.
Kõik need omadused on saanud oma nimed linnadest, mis on esitatud araabia rahvajuttude kogumikus Araabia ööd : Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Bagdad Sulcus ja Damascus Sulcus. Meeskond usub, et Bagdadi sulcuse lõhe tekkis esimesena ega külmunud pärast seda uuesti. See võimaldas seestpoolt välja paiskuda veesammastel, mis lõpuks põhjustas veel kolme paralleelse lõhe tekkimise.
Põhimõtteliselt külmusid need pärast Kuu pinnalt pritsinud veesambad kosmoses uuesti ja ladestuvad lumena pinnale. Kui lumi kogunes mööda Bagdadi lõhe servi, lisas kogunenud kaal jääkilbile veel ühe surveallika. Max Rudolphina selgitas , see ei kajasta mitte ainult seda, kuidas need lõhed tekkisid, vaid ka seda, miks need üksteisega paralleelselt kulgevad.
Kunstniku renderdus, mis näitab Enceladuse maakoore sisemist ristlõiget, mis näitab, kuidas hüdrotermiline aktiivsus võib Kuu pinnal veesambaid põhjustada. Autorid: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
'Meie mudel selgitab pragude korrapärast vahekaugust, ' ütles ta. 'See põhjustas jääkilbi paindumise täpselt nii palju, et tekiks paralleelne pragu umbes 35 kilomeetri kaugusel.'
See sama mehhanism selgitab, miks Enceladuse lõhed jäävad avatuks ja purskavad pidevalt veesammastega. Kuu koosmõju Saturniga viib pideva venitamise ja painutamise tsüklini. See takistab lõhede sulgumist ja tagab selle asemel, et need kogevad korrapärast laienemist ja kitsenemist.
Miks see juhtub Enceladusel ja mitte teistel kuudel – nagu Ganymedes, Europa, Titan ja teised ookeanimaailmad ” – see taandub suurusele. Suurematel kuudel on tugevam gravitatsioon, mis takistab loodete vastasmõjudest põhjustatud luumurdude avanemist kuni sisemuseni. Seega on Enceladus ainus teadaolev jäine kuu, kus võib esineda Tiigritriipe. Nagu Hemingway iseloomustas:
'Kuna just tänu nendele lõhedele oleme saanud proove võtta ja uurida Enceladuse maa-alusest ookeanist, mis on astrobioloogide poolt armastatud, pidasime oluliseks mõista jõude, mis neid moodustasid ja alal hoidsid. Meie poolt Kuu jäise kesta poolt kogetud füüsiliste mõjude modelleerimine viitab potentsiaalselt ainulaadsele sündmuste ja protsesside jadale, mis võiks võimaldada nendel eristatavatel triipudel eksisteerida.
Järgnevatel aastakümnetel loodetakse saata Saturni süsteemi veel üks missioon, et uurida Enceladust üksikasjalikumalt. Juba andmed, mis on saadudCassinion kinnitanud, et selle lõhedest väljapurskuvad ploomid sisaldavad orgaanilisi molekule. Tulevased missioonid püüavad kindlaks teha, kas Kuu jäise pinna all leidub ka maavälist elu.
Lisalugemist: Carnegie teadusinstituut