Scienty

Астрономы активно изучали происхождение параллельных трещин на ледяной луне Сатурна Энцелад, называемой “тигровыми полосами”, откуда вода-лед выбрасывается в космос. Сейчас единственный анализ связывает все элементы.

Луна Сатурна Энцелад известна своими водяными гейзерами, которые являются свидетельством подземного солевого океана. Однако область расположения гейзеров, называемая «тигровыми полосами» на ледяной коре, долгое время вызывала вопросы у астрономов.

Параллельные линии, протянувшиеся примерно на 35 километров друг от друга, встречаются только на Южном полюсе Луны и не напоминают никаких подобных образований на других льдистых спутниках. Ни один из существующих сценариев не объясняет все их особенности сразу.
Дуглас Хемингуэй из Института науки Карнеги и Калифорнийского университета в Беркли с соавторами опубликовали в журнале Nature Astronomy статью, где рассматриваются фундаментальные аспекты темы.

Каскадные трещины

Появление трещины на ледяном покрытии Энцелада вызывает цепь дополнительных трещин поблизости.

Энцелад периодически остывает, что густеет ледяную его кору. Подземный океан, замерзая, расширяется и оказывает внутреннее давление. Самое тонкое место коры – полюса северный и южный, где гравитационное притяжение Сатурна порождает наибольшее тепло. Именно там кора разрушается, когда начинается распад.

Хемингуэй и его соратники считают, что полоса Багдад-Сулкус, проходящая через географический южный полюс, создала трещину в поверхности, которая проникла сквозь ледяную раковину. Большая часть трещины заполнена водой, кипящей на вершине, как гейзер, при встрече с вакуумом.

Первая трещина снизила давление на охлаждающийся, расширяющийся океан – поэтому на Северном полюсе таких трещин нет. Однако гейзер, выбрасывающийся из-за разлома, льет ледяной лед на бока, со временем формируя гряды с обеих сторон. Гребень становится слишком тяжелым, чтобы оставаться ровным, и в конце концов ломается ледяную кору, создавая еще одну трещину – на расстоянии 35 километров от первой.

Процесс создавал полосы в симметричных парах вокруг Багдадской Салкуса: сначала Каир и Дамаск, затем Александрия и особенность, неофициально названная «E». В конечном итоге каскад прекращался из-за недостатка извержения «снега» для построения гребней или из-за того, что ледяная кора становилась достаточно толстой, чтобы не гнуться и не ломаться.

Все в одном

Ученые высоко оценивают этот всеобъемлющий сценарий. «[Это исследование] связывает много наблюдений за южнополярным рельефом Энцелада и его гейзерной активностью простым предложением», — говорит Каролин Порко (Институт космических наук), которая не участвовала в исследовании, но возглавила команду Cassini imaging, которая обнаружила полосы.

Франк Постберг, эксперт по Энцеладу из Свободного университета Берлина, не участвовавший в данном исследовании, считает: “Это еще одна важная статья, которая решает одну из давних загадок Энцелада, с момента открытия Кассини в 2005 году.”

Постберг отмечает еще одно важное обстоятельство: объяснение, данное авторами, раскрывает и причину возникновения таких частых трещин именно на Энцеладе, а не на других льдистых спутниках.

Хемингуэй утверждает, что трещины могут появляться лишь в ледяных мирах с низкой гравитацией. «После того как вторичный перелом начинает формироваться, нагрузка (снег, скопившийся на краю предыдущей трещины), всё ещё сохраняется», — поясняет он. «Эта нагрузка должна удерживаться всё более хрупкой и, следовательно, слабее ледяной оболочкой». Поэтому, когда трещина образуется, она прорывается сквозь лед, если ничего не противодействует стрессу. В то время как крошечный Энцелад не обладает достаточной силой тяжести, чтобы удерживать трещину вместе, другие ледяные спутники — такие как Европа, Каллисто и Ганимед — способны это делать.

Новый сценарий может помочь ученым разобраться в других аспектах геологии Энцелада. Например, Порко надеется, что этот процесс формирования регулярно расположенных трещин может также объяснить расположение гейзеров в них. “Я уже давно предполагаю, что расстояние между гейзерами связано с структурой ледяной оболочки”, — говорит Порко. “Это может быть подсказкой о том, как это происходит”.