Saturno mėnulis Enceladus nuo šiol žavi mokslininkus „Voyager 2“ misija perėjo per sistemą 1991 m. Paslaptis tik sustiprėjo po to, kai atvyko Cassini zondas 2004 m., kuris apėmė keturių lygiagrečių tiesinių įtrūkimų aplink pietinį poliarinį regioną atradimą. Dėl savo išvaizdos ir to, kaip jie išsiskiria iš likusio paviršiaus, šios savybės buvo pravardžiuojamos „Tigro juostelėmis“.
Nuo pat atradimo mokslininkai bandė atsakyti, kas tai yra ir kas juos pirmiausia sukūrė. Laimei, nauji tyrimai, vadovaujami Karnegio mokslo instituto, atskleidė fiziką, valdančią šias įtrūkimus. Tai apima ir tai, kaip jie yra susiję su mėnulio pliūpsnio veikla, kodėl jie atsiranda aplink Enceladus pietų polių ir kodėl kiti kūnai neturi panašių bruožų.
Tyrimas, kuris neseniai pasirodė žurnale Gamtos astronomija, vedė Doug Hemingway - Carnegie bendradarbis su instituto Sausumos magneto katedra. Prie jo prisijungė planetų mokslininkai Maxwellas Rudolphas iš Kalifornijos Daviso universiteto ir Michaelas Manga iš Kalifornijos Berkeley universiteto.
Tyrimo tikslais komanda panaudojo Enceladus geofizinius modelius, kad ištirtų fizines jėgas, kurios laikui bėgant leido susidaryti tigro juostoms. Ypatingas susidomėjimas buvo priežastis, kodėl šios juostos yra tik ant Mėnulio pietinio poliaus ir kodėl jos yra taip tolygiai išdėstytos. Kaip paaiškino Hemingvėjus:
„Pirmą kartą pamatę„ Cassini “misiją prie Saturno, šios juostos yra tarsi dar niekas kitas mūsų Saulės sistemoje žinomas. Jie yra lygiagrečiai ir tolygiai išdėstyti, maždaug 130 kilometrų ilgio ir 35 kilometrų atstumu vienas nuo kito. Juos ypač domina tai, kad jie nuolat išsiveržia su vandens ledu, net kaip mes kalbame. Jokios kitos apledėjusios planetos ar mėnuliai neturi nieko panašaus į juos “.
Atsakymas į pirmąjį klausimą pasirodė gana įdomus. Matyt, modeliai atskleidė, kad įtrūkimai, sudarantys juosteles, galėjo susidaryti ties bet kuriuo poliu, jie pirmiausia susiformavo ant pietinio stulpo. Jų egzistavimo priežastis, kita vertus, yra susijusi su Enceladus sąveika su Saturnu ir jo orbitos ekscentriškumu.
Norėdami jį suskaidyti, Enceladus užtrunka šiek tiek daugiau nei dieną (tikslumas 1,37), kad būtų galima užpildyti vieną Saturno orbitą. Dėl 2: 1 vidutinio judesio orbitalinio rezonanso, kurį ji patiria su kaimynine Dione, Enceladus savo orbitoje patiria tam tikrą ekscentriškumą (0,0047), eidamas nuo 236 918 km (147 214 mylių) arčiausiai jo (periapsio) iki 239 156 km (148 605 mi). ) toliausiai (apoapsis).
Šis ekscentriškumas sukelia Enceladus ištempimą ir lankstumą, todėl vidinis šildymas ir geoterminis aktyvumas. Šis procesas leidžia Enceladui išlaikyti vidinį vandenyną ties jo šerdies ir mantijos riba. Būtent prie polių labiausiai jaučiamas didžiausias šios gravitacijos sukeliamos deformacijos poveikis, dėl kurio ledo sluoksnis čia būna plonesnis ir susidaro įtrūkimai.
Šis procesas taip pat lemia aušinimo periodus, per kuriuos dalis Enceladus požeminio vandenyno užšals. Dėl atitirpinimo ir užšalimo ledo sluoksnis iš apačios sutirštės ir taps plonas, dėl to pasikeis slėgis, dėl kurio atsiras įtrūkimai. Kadangi ledo sluoksnis ties poliais yra plonesnis, jis yra labiausiai linkęs įtrūkti, dėl kurio susidaro tigro juostos.
Visos šios savybės yra kilusios iš miestų, kurie pateikiami arabų liaudies pasakų rinkinyje Arabų naktys: Aleksandrijos Sulcus, Kairo Sulcus, Bagdado Sulcus ir Damasko Sulcus. Komanda tiki, kad pirmasis formavosi Bagdado Sulcus įtrūkimas ir po to vėl neužšalo. Tai leido vandens pliūpsniams išsiveržti iš vidaus, dėl ko galiausiai atsirado dar trys lygiagretūs įtrūkimai.
Iš esmės, po to, kai nuo mėnulio paviršiaus purškiami vandens pliūpsniai, jie užvirs kosmose ir bus kaupiami kaip sniegas ant paviršiaus. Kai sniegas kaupėsi palei Bagdado įtrūkimo kraštus, sukauptas svoris dar padidino ledo sluoksnio slėgį. Kaip paaiškino Maksas Rudolfas, tai ne tik paaiškina, kaip susiformavo šie įtrūkimai, bet ir kodėl jie eina lygiagrečiai vienas kitam.
„Mūsų modelis paaiškina įprastą plyšių tarpus“, - sakė jis. „Dėl to ledo sluoksnis lankstydavosi pakankamai, kad nutoltų lygiagretus įtrūkimas maždaug už 35 kilometrų.“
Tas pats mechanizmas paaiškina, kodėl Enceladus įtrūkimai liko atviri ir nuolat išsiveržė vandens pliūpsniai. Mėnulio potvynio sąveika su Saturnu sukelia nuolatinį tempimo ir lankstymo ciklą. Tai apsaugo nuo įtrūkimų uždarymo, o tuo pačiu užtikrins, kad jie reguliariai plečiasi ir susiaurėja.
Klausiama, kodėl taip atsitinka Enceladuje, o ne kituose mėnuliuose, tokiuose kaip Ganymede, Europa, Titan ir kituose „vandenynų pasauliuose“, kurie mažėja. Didesni mėnesiai turi stipresnį sunkumą, neleidžiantį potvynio sąveikos sudužusiems lūžiams atsidaryti į vidų. Taigi Enceladus yra vienintelis žinomas ledinis mėnulis, kuriame gali atsirasti tigro juostų. Kaip tai apibūdino Hemingvėjus:
„Kadangi būtent dėl šių įtrūkimų pavyko ištirti ir ištirti Encelado požeminį vandenyną, kurį myli astrobiologai, mes manėme, kad svarbu suprasti jėgas, kurios jas formavo ir palaikė. Mūsų atliktas fizinio poveikio, kurį patiria Mėnulio apledėjęs apvalkalas, modelis rodo potencialiai unikalią įvykių ir procesų seką, kuri galėtų leisti atsirasti šioms išskirtinėms juostoms. “
Vėlesniais dešimtmečiais tikimasi, kad į Saturno sistemą bus galima išsiųsti dar vieną misiją, kad būtų galima išsamiau ištirti Enceladus. Jau gauti duomenys Cassini patvirtino, kad iš jo įtrūkimų išsiveržusiuose plunksnuose yra organinių molekulių. Būsimose misijose bus bandoma nustatyti, ar nežemiškas gyvenimas egzistuoja ir po mėnulio lediniu Mėnulio paviršiumi.
