Το φεγγάρι του Κρόνου Εγκέλαδος έχει γοητεύσει τους επιστήμονες από τότε Ταξιδεύοντας 2 αποστολή πέρασε από το σύστημα το 1981. Το μυστήριο έχει βαθύνει μόνο από την άφιξη του Cassini έρευνα το 2004, η οποία περιελάμβανε την ανακάλυψη τεσσάρων παράλληλων, γραμμικών ρωγμών γύρω από τη νότια πολική περιοχή. Αυτά τα χαρακτηριστικά ονομάστηκαν 'Tiger Stripes' λόγω της εμφάνισής τους και του τρόπου που ξεχωρίζουν από την υπόλοιπη επιφάνεια.
Από την ανακάλυψή τους, οι επιστήμονες προσπάθησαν να απαντήσουν τι είναι αυτά και τι τα δημιούργησε αρχικά. Ευτυχώς, νέα έρευνα με επικεφαλής τον Carnegie Institute of Science έχει αποκαλύψει τη φυσική που διέπει αυτές τις ρωγμές. Αυτό περιλαμβάνει το πώς σχετίζονται με τη δραστηριότητα των λοφίων του φεγγαριού, γιατί εμφανίζονται γύρω από τον νότιο πόλο του Εγκέλαδου και γιατί άλλα σώματα δεν έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Αστρονομία της Φύσης , με επικεφαλής τον Doug Hemingway – Μέλος του Carnegie στο Τμήμα Επίγειου Μαγνητισμού του Ινστιτούτου. Μαζί του συμμετείχαν οι πλανητολόγοι Maxwell Rudolph του Πανεπιστημίου Davis της Καλιφόρνια και ο Michael Manga από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Berkeley.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το πιθανό εσωτερικό του Εγκέλαδου με βάση τη βαρυτική έρευνα του Cassini. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech.
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα χρησιμοποίησε γεωφυσικά μοντέλα του Εγκέλαδου για να διερευνήσει τις φυσικές δυνάμεις που επέτρεψαν στις λωρίδες της Τίγρης να σχηματιστούν και να παραμείνουν στη θέση τους με την πάροδο του χρόνου. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον ήταν ο λόγος για τον οποίο αυτές οι λωρίδες υπάρχουν μόνο στον νότιο πόλο της Σελήνης και γιατί είναι τόσο ομοιόμορφα τοποθετημένες. Ως Χέμινγουεϊ εξήγησε :
«Για πρώτη φορά που είδαμε από την αποστολή Cassini στον Κρόνο, αυτές οι ρίγες δεν μοιάζουν με τίποτα άλλο γνωστό στο Ηλιακό μας Σύστημα. Είναι παράλληλα και ομοιόμορφα τοποθετημένα, έχουν μήκος περίπου 130 χιλιόμετρα και απέχουν μεταξύ τους 35 χιλιόμετρα. Αυτό που τα κάνει ιδιαίτερα ενδιαφέροντα είναι ότι εκρήγνυνται συνεχώς με πάγο νερού, ακόμα κι εδώ που μιλάμε. Κανένας άλλος παγωμένος πλανήτης ή φεγγάρι δεν έχει κάτι παρόμοιο».
Η απάντηση στην πρώτη ερώτηση αποδείχθηκε αρκετά ενδιαφέρουσα. Προφανώς, τα μοντέλα αποκάλυψαν ότι οι ρωγμές που αποτελούν τις ρίγες θα μπορούσαν να είχαν σχηματιστεί σε κάθε πόλο, απλώς σχηματίστηκαν πρώτα στον νότιο πόλο. Ο λόγος της ύπαρξής τους, από την άλλη, έχει να κάνει με την αλληλεπίδραση του Εγκέλαδου με τον Κρόνο και την εκκεντρότητα της τροχιάς του.
Για να το αναλύσει, ο Εγκέλαδος χρειάζεται λίγο περισσότερο από μια μέρα (1,37 για την ακρίβεια) για να ολοκληρώσει μια μόνο τροχιά του Κρόνου. Λόγω του τροχιακού συντονισμού μέσης κίνησης 2:1, έχει με τη γειτονική Διόνη, ο Εγκέλαδος βιώνει κάποια εκκεντρότητα στην τροχιά του (0,0047), από 236.918 km (147.214 μίλια) στο πλησιέστερο (περίαψη) στα 239.156 km (148,15 mi) ) στο πιο μακρινό της (απόαψη).
Τα φεγγάρια του Κρόνου και οι αντίστοιχες τροχιές τους σε σχέση μεταξύ τους. Πίστωση: NASA/JPL
Αυτή η εκκεντρικότητα αναγκάζει τον Εγκέλαδο να τεντώνεται και να κάμπτεται, με αποτέλεσμα την εσωτερική θέρμανση και τη γεωθερμική δραστηριότητα. Αυτή η διαδικασία είναι που επιτρέπει στον Εγκέλαδο να διατηρήσει έναν εσωτερικό ωκεανό στο όριο πυρήνα-μανδύα του. Είναι στους πόλους όπου γίνονται περισσότερο αισθητές οι μεγαλύτερες επιπτώσεις αυτής της παραμόρφωσης που προκαλείται από τη βαρύτητα, γεγονός που οδηγεί στο λεπτότερο στρώμα πάγου εδώ και στο σχηματισμό ρωγμών.
Αυτή η διαδικασία οδηγεί επίσης σε περιόδους ψύξης, κατά τη διάρκεια των οποίων θα παγώσει μέρος του υπόγειου ωκεανού του Εγκέλαδου. Αυτή η απόψυξη και το πάγωμα θα κάνει το φύλλο πάγου να πήξει και να λεπτύνει από κάτω, προκαλώντας αλλαγές στην πίεση που οδηγούν σε ρωγμές. Επειδή το φύλλο πάγου είναι πιο λεπτό στους πόλους, είναι πιο ευαίσθητο σε ρωγμές, οδηγώντας στις ρίγες της τίγρης.
Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά παίρνουν τα ονόματά τους από πόλεις που εμφανίζονται στην αραβική επιτομή των λαϊκών παραμυθιών Οι Αραβικές Νύχτες : Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Baghdad Sulcus και Damascus Sulcus. Η ομάδα πιστεύει ότι η σχισμή Baghdad Sulcus ήταν η πρώτη που σχηματίστηκε και δεν πάγωσε ξανά μετά. Αυτό επέτρεψε να εκραγούν νέφη νερού από μέσα, κάτι που τελικά προκάλεσε τον σχηματισμό τριών ακόμη παράλληλων ρωγμών.
Βασικά, αφού τα νέφη του νερού ψεκάζονταν από την επιφάνεια του φεγγαριού, θα ξαναπαγώνονταν στο διάστημα και θα αποθέονταν ξανά ως χιόνι στην επιφάνεια. Καθώς το χιόνι συσσωρεύτηκε κατά μήκος των άκρων της σχισμής της Βαγδάτης, το συσσωρευμένο βάρος πρόσθεσε άλλη μια πηγή πίεσης στο στρώμα πάγου. Ως Max Rudolph εξήγησε , αυτό δεν εξηγεί μόνο πώς σχηματίστηκαν αυτές οι ρωγμές, αλλά γιατί τρέχουν παράλληλα μεταξύ τους.
Απόδοση καλλιτέχνη που δείχνει μια εσωτερική διατομή του φλοιού του Εγκέλαδου, η οποία δείχνει πώς η υδροθερμική δραστηριότητα μπορεί να προκαλεί τα νέφη του νερού στην επιφάνεια του φεγγαριού. Πιστώσεις: NASA-GSFC/SVS, NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute
«Το μοντέλο μας εξηγεί την κανονική απόσταση των ρωγμών», είπε. «Αυτό έκανε το στρώμα πάγου να λυγίσει αρκετά ώστε να προκαλέσει μια παράλληλη ρωγμή περίπου 35 χιλιόμετρα [μίλια] μακριά».
Αυτός ο ίδιος μηχανισμός εξηγεί γιατί οι ρωγμές του Εγκέλαδου παραμένουν ανοιχτές και συνεχίζουν να εκρήγνυνται με νέφη νερού. Η παλιρροιακή αλληλεπίδραση του φεγγαριού με τον Κρόνο οδηγεί σε έναν συνεχή κύκλο τεντώματος και κάμψης. Αυτό αποτρέπει το κλείσιμο των ρωγμών και αντ' αυτού διασφαλίζει ότι παρουσιάζουν ένα κανονικό σχέδιο διεύρυνσης και στένωσης.
Για το γιατί συμβαίνει αυτό στον Εγκέλαδο και όχι σε άλλα φεγγάρια – όπως ο Γανυμήδης, η Ευρώπη, ο Τιτάνας και άλλα». κόσμους των ωκεανών ” – αυτό εξαρτάται από το μέγεθος. Τα μεγαλύτερα φεγγάρια έχουν ισχυρότερη βαρύτητα που εμποδίζει τα κατάγματα που προκαλούνται από παλιρροϊκές αλληλεπιδράσεις να ανοίξουν μέχρι το εσωτερικό. Ως εκ τούτου, ο Εγκέλαδος είναι το μόνο γνωστό παγωμένο φεγγάρι όπου μπορούν να εμφανιστούν ρίγες τίγρης. Όπως το χαρακτήρισε ο Χέμινγουεϊ:
«Δεδομένου ότι χάρη σε αυτές τις ρωγμές μπορέσαμε να δειγματίσουμε και να μελετήσουμε τον υπόγειο ωκεανό του Εγκέλαδου, τον οποίο αγαπούν οι αστροβιολόγοι, σκεφτήκαμε ότι ήταν σημαντικό να κατανοήσουμε τις δυνάμεις που τους σχημάτισαν και τους στήριξαν. Η μοντελοποίηση των φυσικών επιπτώσεων που βιώνει το παγωμένο κέλυφος του φεγγαριού δείχνει μια δυνητικά μοναδική αλληλουχία γεγονότων και διαδικασιών που θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ύπαρξη αυτών των χαρακτηριστικών λωρίδων».
Τις επόμενες δεκαετίες, υπάρχει η ελπίδα ότι μια άλλη αποστολή μπορεί να σταλεί στο σύστημα του Κρόνου για να εξερευνήσει τον Εγκέλαδο με περισσότερες λεπτομέρειες. Ήδη, δεδομένα που ελήφθησαν απόCassiniέχει επιβεβαιώσει ότι τα λοφία που εκρήγνυνται από τις σχισμές του περιέχουν οργανικά μόρια. Μελλοντικές αποστολές θα προσπαθήσουν να προσδιορίσουν εάν υπάρχει εξωγήινη ζωή και κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του φεγγαριού.
Περαιτέρω ανάγνωση: Carnegie Institute of Science