Saturn mesiac Enceladus má podmanivých vedcov už od Voyager 2 misia prešla systémom v roku 1981. Tajomstvo sa prehĺbilo až od príchodu Cassini sonda v roku 2004, ktorá zahŕňala objav štyroch paralelných lineárnych puklín okolo južnej polárnej oblasti. Tieto prvky boli prezývané „tigrie pruhy“ kvôli ich vzhľadu a spôsobu, akým vyčnievajú zo zvyšku povrchu.
Od svojho objavu sa vedci pokúšali odpovedať na to, čo to sú a čo ich v prvom rade vytvorilo. Našťastie nový výskum pod vedením Carnegieho inštitútu vedy odhalil fyziku, ktorou sa riadia tieto trhliny. Patrí sem to, ako súvisia s činiteľmi oblaku Mesiaca, prečo sa objavujú okolo južného pólu Enceladusu a prečo ostatné orgány nemajú podobné vlastnosti.
Štúdia, ktorá sa nedávno objavila v časopise Astronómia prírody, viedla Doug Hemingway - kolega z Carnegie na oddelení suchozemského magnetizmu. Pripojili sa k nemu planetárni vedci Maxwell Rudolph z kalifornskej univerzity Davis a Michael Manga z kalifornskej univerzity Berkeley.
Kvôli štúdiu použil tím geofyzikálne modely Enceladusu na vyšetrenie fyzických síl, ktoré umožnili Tiger Stripes vytvárať sa a časom zostať na svojom mieste. Zvlášť zaujímavý bol dôvod, prečo sú tieto pruhy prítomné iba na južnom póle Mesiaca a prečo sú rovnomerne rozmiestnené. Ako Hemingway vysvetlil:
„Tieto pruhy, ktoré sme prvýkrát videli pri misii Cassini v Saturn, nie sú ako nič iné známe v našej slnečnej sústave. Sú rovnobežné a rovnomerne rozmiestnené, asi 130 kilometrov dlhé a 35 kilometrov od seba. Čo ich robí obzvlášť zaujímavými, je to, že nepretržite prepúšťajú vodný ľad, aj keď hovoríme. Žiadna iná ľadová planéta alebo mesiac nemá nič také ako. ““
Odpoveď na prvú otázku sa ukázala ako dosť zaujímavá. Modely zjavne odhalili, že trhliny, ktoré tvoria prúžky, sa mohli vytvoriť na oboch póloch, jednoducho sa najprv vytvarovali na južnom póle. Na druhej strane dôvod ich existencie súvisí s interakciou Enceladusa so Saturnom a výstrednosťou jeho obežnej dráhy.
Aby sme to prelomili, Enceladus trvá trochu viac ako deň (presne 1,37), aby dokončil jednu obežnú dráhu Saturn. Z dôvodu orbitálnej rezonancie so stredným pohybom 2: 1 má Enceladus so susednou Dionou určitú excentricitu na svojej obežnej dráhe (0,0047), ktorá sa pohybuje od 236 918 km (147 214 mi) na najbližšiu (periapsa) do 239 156 km (148 605 mi) ) pri najvzdialenejšej (apoapsii).
Táto excentricita spôsobuje, že sa Enceladus natahuje a ohýba, čo vedie k vnútornému zahrievaniu a geotermálnej aktivite. Tento proces umožňuje Enceladu udržiavať vnútorný oceán na hranici jadra plášťa. Práve na póloch sa najviac prejavujú najväčšie účinky tejto gravitačne vyvolanej deformácie, čo vedie k tomu, že ľadová vrstva je tu tenšia a tvoria sa trhliny.
Tento proces tiež vedie k obdobiam ochladzovania, počas ktorých niektoré z podzemných vôd Enceladusu zamrznú. Toto rozmrazenie a zmrazenie spôsobí, že ľadový povlak zhustne a zoslabne zdola, čo spôsobí zmeny tlaku, ktoré vedú k prasklinám. Pretože ľadová doska je na póloch tenšia, je najviac náchylná na praskanie, čo vedie k pruhom Tiger.
Všetky tieto rysy majú svoje meno z miest, ktoré sú uvedené v arabskom zozname ľudových rozprávok Arabské noci: Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Bagdad Sulcus a Damaskcus Sulcus. Tím verí, že prasklina Bagdadu Sulcusa sa vytvorila ako prvá a potom už znova nezmrazila. To umožnilo, aby z vnútra vybuchla voda, čo nakoniec spôsobilo vytvorenie ďalších troch paralelných fisúr.
V zásade by sa po prúdení vody rozprášenej z povrchu Mesiaca znovu zamrzli vo vesmíre a aby sa na povrchu opätovne umiestnili ako sneh. Keď sa sneh nahromadil pozdĺž okrajov trhliny v Bagdade, nahromadená hmotnosť pridala ďalší zdroj tlaku na ľadovú vrstvu. Ako vysvetlil Max Rudolph, nejde len o to, ako sa tieto trhliny vytvorili, ale aj o to, prečo prebiehajú paralelne.
"Náš model vysvetľuje pravidelné rozmiestnenie trhlín," uviedol. "To spôsobilo, že sa ľadová pokrývka ohýbala len tak, aby započala rovnobežnú trhlinu vzdialenú asi 35 kilometrov."
Rovnaký mechanizmus vysvetľuje, prečo trhliny Enceladusa zostávajú otvorené a prepukajú prameňmi vody. Slapová interakcia Mesiaca so Saturnom vedie k konštantnému cyklu napínania a napínania. Tým sa zabráni tomu, aby sa praskliny uzavreli, a namiesto toho sa zabezpečí pravidelný vzorec rozšírenia a zúženia.
Prečo sa to deje na Encelade a nie na ďalších mesiacoch - ako sú Ganymede, Europa, Titan a ďalšie „morské svety“ - to sa zmenšuje na veľkosť. Väčšie mesiace majú silnejšiu gravitáciu, ktorá zabraňuje otvoreniu zlomenín spôsobených prílivovými interakciami až do interiéru. Preto je Enceladus jediným známym ľadovým mesiacom, kde sa môžu vyskytnúť tigré pruhy. Ako to Hemingway charakterizoval:
„Pretože vďaka týmto trhlinám sme dokázali vzorkovať a študovať podmorský oceán Enceladusu, ktorý milujú astrobiológovia, mysleli sme si, že je dôležité porozumieť silám, ktoré ich formujú a udržiavajú. Naše modelovanie fyzikálnych účinkov, ktoré zažívajú ľadové šupky mesiaca, poukazuje na potenciálne jedinečnú sekvenciu udalostí a procesov, ktoré by mohli umožniť existenciu týchto výrazných pruhov. “
V nasledujúcich desaťročiach sa očakáva, že do systému Saturn bude možné vyslať ďalšiu misiu s cieľom podrobnejšie preskúmať Enceladus. Už údaje, ktoré získal Cassini potvrdil, že chocholy vypuknuté z jeho puklín obsahujú organické molekuly. Budúce misie sa budú snažiť zistiť, či pod ľadovým povrchom Mesiaca existuje mimozemský život.
