Satürn’ün ayı Enceladus’un bilim insanları Yolcu 2 görev 1981 yılında sistemden geçti. Gizem ancak Cassini Güney kutup bölgesi çevresinde dört paralel, lineer çatlakların keşfini içeren 2004'teki sonda. Bu özellikler, görünümleri ve yüzeyin geri kalanından öne çıkma biçimleri nedeniyle “Tiger Stripes” olarak adlandırıldı.
Keşiflerinden beri, bilim adamları bunların ne olduğunu ve onları neyin yarattığını cevaplamaya çalıştılar. Neyse ki, Carnegie Bilim Enstitüsü tarafından yürütülen yeni araştırmalar, bu çatlakları yöneten fiziği ortaya çıkardı. Bu, ayın tüy aktivitesi ile nasıl ilişkili olduklarını, neden Enceladus'un güney kutbunda göründüklerini ve diğer bedenlerin neden benzer özelliklere sahip olmadığını içerir.
Dergide son zamanlarda ortaya çıkan çalışma Doğa AstronomiEnstitünün Karasal Manyetizma Bölümü'nden Carnegie Üyesi Doug Hemingway tarafından yönetildi. Kendisine California Davis Üniversitesi'nden gezegen bilim adamları Maxwell Rudolph ve California Berkeley Üniversitesi'nden Michael Manga katıldı.
Ekip, çalışmaları uğruna, Tiger Stripes'in zaman içinde oluşmasına ve yerinde kalmasına izin veren fiziksel kuvvetleri araştırmak için Enceladus'un jeofizik modellerini kullandı. Bu şeritlerin sadece ayın güney kutbunda bulunmasının ve neden bu kadar eşit aralıklarla yerleştirilmesinin özel ilgi alanı vardı. Hemingway'in açıkladığı gibi:
“İlk önce Cassini'nin Satürn misyonu tarafından görülen bu çizgiler Güneş Sistemimizde bilinen başka hiçbir şeye benzemiyor. Paralel ve eşit aralıklı, yaklaşık 130 kilometre uzunluğunda ve 35 kilometre aralıklı. Onları özellikle ilginç kılan şey, konuştuğumuzda bile sürekli olarak su buzu ile patlamalarıdır. Başka hiçbir buzlu gezegen veya ayın onlar gibi bir şeyleri yok. ”
İlk sorunun cevabı oldukça ilginç oldu. Görünüşe göre modeller, çizgileri oluşturan çatlakların her iki kutupta da oluşabileceğini, ilk önce güney kutbunda oluştuğunu ortaya koydu. Varoluşlarının nedeni, Enceladus'un Satürn ile etkileşimi ve yörüngesinin eksantrikliği ile ilgilidir.
Enceladus'un parçalanması için, Satürn'ün tek bir yörüngesini tamamlaması bir günden biraz fazla sürüyor (tam olarak 1.37). 2: 1 ortalama hareket orbital rezonansı nedeniyle, komşu Dione ile birlikte, Enceladus'un yörüngesinde (0.0047), 236.918 km'den (147.214 mi) en yakın (periapsis) 'e 239.156 km (148.605 mi)' ye kadar bazı eksantriklik deneyimler. ) en uzak (apoapsis).
Bu eksantriklik, Enceladus'un gerilmesine ve esnetmesine neden olarak iç ısıtma ve jeotermal aktiviteye neden olur. Bu süreç, Enceladus'un iç okyanusunu çekirdek manto sınırında tutmasına izin veren şeydir. Bu kütleçekimiyle indüklenen deformasyonun en büyük etkilerinin en çok hissedildiği kutuplardadır, bu da buz tabakasının burada daha ince olmasına ve çatlakların oluşmasına neden olur.
Bu süreç aynı zamanda soğutma dönemlerine yol açar, bu süre zarfında Enceladus'un yeraltı okyanusunun bir kısmı donacaktır. Bu çözülme ve donma buz tabakasının aşağıdan kalınlaşmasına ve incelmesine neden olarak çatlaklara yol açan basınç değişikliklerine neden olur. Buz tabakası kutuplarda daha ince olduğu için, en fazla çatlamaya karşı hassastır ve Tiger Stripes'e yol açar.
Bu özelliklerin tümü isimlerini Arap halk masalları özetinde yer alan şehirlerden alıyor Arap Geceleri: Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Bağdat Sulcus ve Şam Sulcus. Ekip, Bağdat Sulcus fissürünün ilk kurulan olduğuna ve daha sonra tekrar donmadığına inanıyor. Bu, su eriklerinin içeriden patlamasına izin verdi ve sonuçta üç paralel çatlak oluştu.
Temel olarak, ayın yüzeyinden püskürtülen su tüyleri, uzayda yeniden donar ve yüzeyde kar olarak yeniden birikir. Bağdat fissürünün kenarları boyunca kar biriktikçe, biriken ağırlık buz tabakasına başka bir baskı kaynağı ekledi. Max Rudolph'un açıkladığı gibi, bu sadece bu çatlakların nasıl oluştuğunu değil, neden birbirine paralel çalıştıklarını açıklar.
“Modelimiz çatlakların düzenli aralıklarını açıklıyor” dedi. “Bu, buz tabakasının yaklaşık 35 kilometre uzaklıktaki paralel bir çatlak bırakacak kadar esnemesine neden oldu.”
Aynı mekanizma, Enceladus'un çatlaklarının neden açık kaldığını ve su tüyleriyle patlamaya devam ettiğini açıklıyor. Ayın Satürn ile gelgit etkileşimi, sürekli bir esneme ve esneme döngüsüne yol açar. Bu, çatlakların kapanmasını önler ve bunun yerine düzenli bir genişleme ve daralma modeli yaşamalarını sağlar.
Bunun neden Enceladus'ta olduğu ve Ganymede, Europa, Titan ve diğer “okyanus dünyaları” gibi diğer aylarda değil, boyut olarak ortaya çıkıyor. Daha büyük aylar, gelgit etkileşimlerinin neden olduğu kırıkların iç kısma kadar açılmasını önleyen daha güçlü yerçekimine sahiptir. Bu nedenle, Enceladus, Tiger Stripes'in meydana gelebileceği bilinen tek buzlu aydır. Hemingway'in karakterize ettiği gibi:
“Bu çatlaklar sayesinde, Enceladus'un astrobiyologlar tarafından sevilen yeraltı okyanusunu örnekleyebildiğimiz ve inceleyebildiğimiz için, onları oluşturan ve sürdüren güçleri anlamanın önemli olduğunu düşündük. Ayın buzlu kabuğunun deneyimlediği fiziksel etkileri modellememiz, bu ayırt edici çizgilerin var olmasına izin verebilecek potansiyel olarak benzersiz bir olay ve süreç sırasına işaret ediyor. ”
Sonraki yıllarda, Enceladus'u daha ayrıntılı olarak keşfetmek için Satürn sistemine başka bir görevin gönderilebileceği umulmaktadır. Zaten, tarafından elde edilen veriler Cassini çatlaklarından çıkan tüylerin organik moleküller içerdiğini doğruladı. Gelecekteki görevler, ayın buzlu yüzeyinin altında dünya dışı yaşamın olup olmadığını belirlemeye çalışacaktır.
