Saturnova luna Enceladus je očarala znanstvenike od takrat Voyager 2 misija je prek sistema potekala leta 1981. Skrivnost se je po prihodu Cassini sonda leta 2004, ki je vključevala odkritje štirih vzporednih, linearnih razpok okoli južnega polarnega območja. Te lastnosti so dobile ime "Tiger Stripes" zaradi njihovega videza in načina, kako izstopajo od ostale površine.
Znanstveniki so od svojega odkritja poskušali odgovoriti, kaj so to in kaj jih je ustvarilo. K sreči so nove raziskave, ki jih vodi Carnegie Institute of Science, razkrile fiziko, ki upravlja te razpoke. To vključuje, kako so povezane z lunino plužno dejavnostjo, zakaj se pojavljajo okoli Enceladusovega južnega pola in zakaj druga telesa nimajo podobnih lastnosti.
Študija, ki se je nedavno pojavila v reviji Naravna astronomija, vodil ga je Doug Hemingway - sodelavec Carnegie z oddelka za zemeljski magnetizem inštituta. Pridružili so se mu planetarni znanstveniki Maxwell Rudolph iz kalifornijske univerze Davis in Michael Manga z kalifornijske univerze Berkeley.
Zaradi študije je skupina uporabila geofizične modele Enceladusa za raziskovanje fizikalnih sil, ki so omogočale, da se Tiger Stripes oblikujejo in ostanejo na mestu skozi čas. Zlasti zanimiv je bil razlog, da so te proge prisotne le na južnem luninem polu in zakaj so tako enakomerno razporejene. Kot je pojasnil Hemingway:
"Te proge so bile prvič vidne v misiji Cassini v Saturnu kot nič drugega v našem Osončju. So vzporedni in enakomerno razporejeni, dolgi približno 130 kilometrov in 35 kilometrov narazen. Še posebej zanimivo je, da nenehno izbruhnejo z vodnim ledom, tudi ko govorimo. Noben drug ledeni planet ali luna nimata podobnega. "
Odgovor na prvo vprašanje se je izkazal za precej zanimivega. Očitno so modeli razkrili, da bi se razpoke, ki sestavljajo trakove, lahko tvorile na katerem koli polu, najprej pa so preprosto nastale na južnem polu. Razlog za njihov obstoj pa je povezan z Enceladusovo interakcijo s Saturnom in ekscentričnostjo njegove orbite.
Če ga želite razbiti, potrebuje Enceladus nekaj več kot en dan (natančno 1,37), da opravi eno samo Saturnovo orbito. Zaradi orbitalne resonance 2: 1 ima sosednjo Dione, Enceladus v svoji orbiti doživi nekaj ekscentričnosti (0,0047), ki sega od najbližjega (periapsis) 236,918 km (147,214 milj) do 239,156 km (148,605 milj) ) na najbolj oddaljenem mestu (apoapsis).
Ta ekscentričnost povzroči, da se Enceladus raztegne in upogne, kar ima za posledico notranje ogrevanje in geotermalno aktivnost. Ta postopek omogoča Enceladusu, da vzdržuje notranji ocean na meji njegove jedre in plašč. Na polovicah se čutijo največji učinki te gravitacijsko povzročene deformacije, zaradi česar je ledena ploskev tu tanjša in nastanejo razpoke.
Ta proces vodi tudi v obdobja hlajenja, v tem času pa se bo del Enceladusovega podzemlja zmrznil. Zaradi odtajevanja in zamrzovanja se bo ledena plošča od spodaj zgostila in tanjšala, kar bo povzročilo spremembe pritiska, ki vodijo do razpok. Ker je ledena ploskeva na drogovih tanjša, je najbolj dovzetna za razpoke, kar vodi do tigrskih prog.
Vse te lastnosti nosijo imena mest, ki so navedena v arabskem zborniku ljudskih pravljic Arabske noči: Aleksandrija Sulcus, Kairo Sulcus, Bagdad Sulcus in Damask Sulcus. Ekipa verjame, da se je prva oblikovala vrzel Bagdad Sulcus in po tem ni več zamrznila. To je omogočilo, da se od znotraj pojavijo vodni plini, kar je na koncu povzročilo še tri vzporedne razpoke.
V bistvu bi se po plimi, ki so razpršeni z Lunove površine, zmrznili v vesolju in se odložili kot sneg na površini. Ko se je sneg na robovih bagdadske razpoke nabral, je nakopičena teža dodala še en vir pritiska na ledeni plošči. Kot je pojasnil Max Rudolph, to ne pomeni le, kako so nastale te razpoke, ampak tudi, zakaj tečejo vzporedno med seboj.
"Naš model razlaga redni razmik razpok," je dejal. "To je povzročilo, da se je ledena ploskev razvila ravno toliko, da je vzporedno počila približno 35 kilometrov."
Ta isti mehanizem pojasnjuje, zakaj Enceladusove razpoke ostanejo odprte in nenehno izbruhnejo z vodo. Mesečno plimovanje med Luko in Saturnom vodi v stalen cikel raztezanja in upogibanja. To preprečuje, da bi se razpoke zaprle in namesto tega zagotavljajo, da se redno širijo in zožijo.
Vprašanje, zakaj se to zgodi na Enceladusu in ne pri drugih lunah - kot so Ganymede, Europa, Titan in drugi "oceanski svetovi" - se tako zelo poveča. Večje lune imajo močnejšo težo, ki preprečuje, da bi se zlomi, ki nastanejo pri vplivu plimovanja, odprli vse do notranjosti. Enceladus je torej edina znana ledena luna, kjer se lahko pojavijo Tiger Stripes. Kot je označil Hemingway:
"Ker smo s pomočjo teh razpok uspeli vzorčiti in preučevati Enceladus podzemni ocean, ki ga ljubitelji astrobiologov ljubijo, smo mislili, da je pomembno razumeti sile, ki jih tvorijo in vzdržujejo. Naše modeliranje fizičnih učinkov, ki jih doživlja luna ledene lupine, kaže na potencialno edinstveno zaporedje dogodkov in procesov, ki bi lahko omogočili obstoj teh značilnih pasov. "
V naslednjih desetletjih se upa, da bo mogoče v sistem Saturna poslati še eno misijo, da bi podrobneje raziskala Enceladusa. Podatki, ki jih je že pridobil Cassini je potrdil, da slive, ki izhajajo iz njegovih razpok, vsebujejo organske molekule. Prihodnje misije bodo poskušale ugotoviti, ali obstaja tudi zunajzemeljsko življenje pod luno.
