土星の月エンケラドスは、以来、科学者を魅了しています。 ボイジャー2 ミッションは1981年にシステムを通過しました。謎は、 カッシーニ 南極域周辺の4つの平行な線形の亀裂の発見を含む2004年の調査。これらの機能は、外観と他の表面との違いから、「タイガーストライプ」と呼ばれていました。
彼らの発見以来、科学者たちはこれらが何であるか、そもそも何がそれらを作成したのかについて答えようと試みてきました。ありがたいことに、カーネギー科学研究所が主導する新しい研究により、これらの亀裂を支配する物理学が明らかになりました。これには、月のプルーム活動との関係、エンケラドスの南極の周りに現れる理由、他の天体に同様の特徴がない理由が含まれます。
最近ジャーナルに掲載された研究 自然天文学、ダグヘミングウェイ（研究所の地磁気学部のカーネギーフェロー）が主導しました。彼には、カリフォルニア大学デービス校の惑星科学者マクスウェルルドルフとカリフォルニア大学バークレー校のマイケルマンガが加わりました。
彼らの研究のために、チームはエンケラドスの地球物理学モデルを使用して、タイガーストライプを形成し、長期にわたってその位置に留まることを可能にする物理的な力を調査しました。特に興味深いのは、これらの縞模様が月の南極にのみ存在する理由と、縞模様が等間隔に配置されている理由です。ヘミングウェイが説明したように：
「土星へのカッシーニのミッションで最初に見られたこれらの縞模様は、私たちの太陽系で他に知られているもののようではありません。それらは平行で等間隔であり、長さは約130キロメートル、間隔は35キロメートルです。彼らを特に興味深いものにしているのは、私たちが話しているように、彼らは絶えずウォーターアイスで噴火しているということです。他の氷の惑星や月には、それらのようなものはありません。」
最初の質問への答えはかなり興味深いことがわかりました。どうやら、モデルは縞を構成する亀裂がどちらの極にも形成された可能性があることを明らかにしました、それらは単に最初に南極に形成されました。一方、それらの存在の理由は、土星とのエンケラドスの相互作用とその軌道の偏心に関係しています。
それを分解するために、エンケラドスは土星の単一の軌道を完了するのに1日少し（正確には1.37）かかります。 2：1の平均運動軌道共振のため、隣接するディオネとの間に、エンケラドスはその軌道（0.0047）でいくらかの偏心を経験し、最も近い（周縁）で236,918 km（147,214 mi）から239,156 km（148,605 mi） ）最も遠い位置にあります（アポトーシス）。
この偏心はエンケラドスを伸ばして屈曲させ、内部の加熱と地熱活動を引き起こします。このプロセスにより、エンケラドスは内部のマントル境界で内部海を維持することができます。この重力によって引き起こされた変形の最大の影響が最も感じられるのは極です。これにより、氷床が薄くなり、亀裂が形成されます。
このプロセスは冷却期間にもつながり、その間、エンケラドスの海底の一部は凍結します。この解凍と凍結により、氷床が下から厚くなり、圧力が変化して亀裂が生じます。極では氷床が薄いため、割れやすく、タイガーストライプになります。
これらの機能はすべて、アラブの民話大要に掲載されている都市にちなんで名付けられました アラビアンナイト：Alexandria Sulcus、Cairo Sulcus、Baghdad Sulcus、Damascus Sulcus。チームは、バグダッドスルカス割れ目が最初に形成され、その後再び凍ることはなかったと考えています。これにより、水プルームが内部から噴火し、最終的にさらに3つの平行な亀裂が形成されました。
基本的に、月の表面から噴霧された水の噴流の後で、それらは空間で再凍結し、表面に雪として再堆積します。バグダッドの亀裂の縁に沿って雪が積もるにつれて、蓄積された重量が氷床に別の圧力源を追加しました。マックスルドルフが説明したように、これはこれらの亀裂がどのように形成されたかだけでなく、なぜそれらが互いに平行に走っているのかを説明します。
「私たちのモデルは亀裂の規則的な間隔を説明しています」と彼は言った。 「そのため、氷床は約35キロメートル[mi]離れたところに平行な亀裂を生じさせるのに十分なほど撓みました。」
この同じメカニズムが、エンケラドスの裂け目が開いたままであり、水の噴煙で噴火し続ける理由を説明しています。土星との月の潮汐相互作用は、伸縮と屈曲の一定のサイクルをもたらします。これにより、亀裂が閉じるのを防ぎ、代わりに亀裂が拡大および縮小する規則的なパターンを経験することを保証します。
なぜこれがエンケラドスで起こり、他の衛星ではなく–ガニメデ、エウロパ、タイタン、および他の「海の世界」のように–規模の問題になります。大きな衛星は重力が強く、潮汐の相互作用によって引き起こされる破砕が内部まで完全に広がるのを防ぎます。したがって、エンケラドスはタイガーストライプが発生する唯一の既知の氷の月です。ヘミングウェイが特徴付けたように：
「これらの亀裂のおかげで、宇宙生物学者に愛されているエンケラドスの地下海をサンプリングして研究することができたので、それらを形成し維持する力を理解することが重要だと考えました。月の氷のようなシェルが経験する物理的影響のモデリングは、これらの独特の縞模様が存在することを可能にする可能性のある、イベントとプロセスの潜在的にユニークなシーケンスを示しています。」
その後の数十年で、エンケラドスをより詳細に探査するために別のミッションが土星システムに送られることが期待されています。すでに取得したデータ カッシーニ その亀裂から噴出するプルームが有機分子を含んでいることを確認しました。今後のミッションでは、月の氷の表面の下にも地球外生命体が存在するかどうかを判断しようとします。
