Hvordan Enceladus fik sine striber

Saturns iskolde måne Enceladus er af stor interesse for forskere på grund af dens underjordiske hav, gør det til et primært mål for dem, der søger efter liv andre steder. Ny forskning ledet af Carnegies Doug Hemingway afslører fysikken, der styrer sprækkerne, hvorigennem havvand bryder ud fra månens iskolde overflade, giver dens sydpol et usædvanligt "tigerstribet" udseende.

"Først set af Cassini-missionen til Saturn, disse striber er som intet andet kendt i vores solsystem, " hovedforfatter Hemingway forklarede. "De er parallelle og jævnt fordelt, omkring 130 kilometer lang og 35 kilometer fra hinanden. Det, der gør dem særligt interessante, er, at de konstant bryder ud med vandis, selvom vi taler. Ingen andre iskolde planeter eller måner har noget som dem."

Arbejder med Max Rudolph fra University of California, Davis og Michael Manga fra UC Berkeley, Hemingway brugte modeller til at undersøge de fysiske kræfter, der virker på Enceladus, som gør det muligt for tigerstribens sprækker at dannes og forblive på plads. Deres resultater er offentliggjort af Natur astronomi .

Holdet var især interesseret i at forstå, hvorfor striberne kun er til stede på månens sydpol, men var også ivrige efter at finde ud af, hvorfor revnerne er så jævnt fordelt.

Svaret på det første spørgsmål viser sig at være lidt af et møntkast. Forskerne afslørede, at sprækkerne, der udgør Enceladus' tigerstriber, kunne være dannet på begge poler, syden delte sig lige op først.

Enceladus oplever intern opvarmning på grund af dens kredsløbs excentricitet. Det er nogle gange lidt tættere på Saturn og nogle gange lidt længere, hvilket får månen til at blive lidt deformeret – strakt og afslappet – da den reagerer på den gigantiske planets tyngdekraft. Det er denne proces, der forhindrer månen i at fryse helt fast.

Nøglen til dannelsen af ​​sprækkerne er det faktum, at månens poler oplever de største virkninger af denne gravitationelt inducerede deformation, så indlandsisen er tyndest over dem. I perioder med gradvis afkøling på Enceladus, noget af månens underjordiske hav vil fryse. Fordi vand udvider sig, når det fryser, som den iskolde skorpe tykner nedefra, trykket i det underliggende hav stiger, indtil isskallen til sidst sprækkes op, skabe en sprække. På grund af deres forholdsvis tynde is, polerne er de mest modtagelige for revner.

Forskerne mener, at sprækken opkaldt efter byen Bagdad var den første, der blev dannet. (Striberne er opkaldt efter steder, der henvises til i historierne om Tusind og en nat , som også kaldes Arabian Nights.) den frøs ikke bare op igen. Den forblev åben, tillader havvand at spy ud fra sin sprække, der, på tur, fik yderligere tre parallelle revner til at danne sig.

"Vores model forklarer den regelmæssige afstand mellem revnerne, " sagde Rudolph.

De yderligere spalter dannet af vægten af ​​is og sne, der byggede sig op langs kanterne af Bagdad-spalten, da vandstråler fra det underjordiske hav frøs og faldt ned igen. Denne vægt tilføjede en ny form for pres på indlandsisen.

"Det fik iskappen til at bøje sig lige nok til at udløse en parallel revne omkring 35 kilometer væk, " tilføjede Rudolph.

At sprækkerne forbliver åbne og bryder ud, skyldes også tidevandseffekterne af Saturns tyngdekraft. Månens deformation virker til at forhindre såret i at hele - gentagne gange udvide og indsnævre revnerne og skylle vand ind og ud af dem - og forhindre isen i at lukke sig igen.

For en større måne, dens egen tyngdekraft ville være stærkere og forhindre de yderligere brud i at åbne sig hele vejen. Så, disse striber kunne kun have dannet sig på Enceladus.

"Da det er takket være disse sprækker, at vi har været i stand til at prøve og studere Enceladus' underjordiske hav, som er elsket af astrobiologer, vi troede, det var vigtigt at forstå de kræfter, der dannede og fastholdt dem, " sagde Hemingway. "Vores modellering af de fysiske effekter oplevet af månens iskolde skal peger på en potentielt unik sekvens af begivenheder og processer, der kunne tillade disse karakteristiske striber at eksistere."