Bulan Saturnus, Enceladus, telah memikat para ilmuwan sejak saat itu Voyager 2 misi melewati sistem pada tahun 1981. Misteri hanya semakin dalam sejak kedatangan Cassini Penyelidikan pada tahun 2004, yang meliputi penemuan empat celah linear paralel di sekitar wilayah kutub selatan. Fitur-fitur ini dijuluki "Tiger Stripes" karena penampilan mereka dan cara mereka menonjol dari permukaan lainnya.
Sejak penemuan mereka, para ilmuwan telah mencoba untuk menjawab apa ini dan apa yang menciptakannya. Untungnya, penelitian baru yang dipimpin oleh Carnegie Institute of Science telah mengungkapkan fisika yang mengatur celah-celah ini. Ini termasuk bagaimana mereka terkait dengan aktivitas bulu bulan, mengapa mereka muncul di sekitar kutub selatan Enceladus, dan mengapa benda lain tidak memiliki fitur serupa.
Studi tersebut, yang baru-baru ini dimuat di jurnal Astronomi Alam, dipimpin oleh Doug Hemingway - Fellow Carnegie dengan Departemen Magnetisme Darat Institut. Dia bergabung dengan ilmuwan planet Maxwell Rudolph dari University of California Davis dan Michael Manga dari University of California Berkeley.
Demi penelitian mereka, tim menggunakan model geofisika Enceladus untuk menyelidiki kekuatan fisik yang memungkinkan Garis-garis Harimau terbentuk dan tetap di tempatnya seiring waktu. Yang menarik adalah alasan mengapa garis-garis ini hanya ada di kutub selatan bulan dan mengapa jaraknya begitu merata. Seperti yang dijelaskan Hemingway:
"Pertama kali dilihat oleh misi Cassini ke Saturnus, garis-garis ini tidak seperti yang diketahui di Tata Surya kita. Mereka sejajar dan berjarak sama, sekitar 130 kilometer panjang dan 35 kilometer terpisah. Apa yang membuat mereka sangat menarik adalah bahwa mereka terus meletus dengan air es, bahkan ketika kita berbicara. Tidak ada planet atau bulan sedingin es yang memiliki sesuatu yang persis seperti mereka. ”
Jawaban atas pertanyaan pertama terbukti agak menarik. Rupanya, model mengungkapkan bahwa celah yang membentuk garis-garis bisa terbentuk di kedua kutub, mereka hanya terbentuk di kutub selatan terlebih dahulu. Alasan keberadaan mereka, di sisi lain, berkaitan dengan interaksi Enceladus dengan Saturnus dan eksentrisitas orbitnya.
Untuk memecahnya, Enceladus membutuhkan waktu lebih dari satu hari (tepatnya 1,37) untuk menyelesaikan satu orbit Saturnus. Karena resonansi orbital gerakan rata-rata 2: 1, ia memiliki dengan tetangga Dione, pengalaman Enceladus 'beberapa eksentrisitas dalam orbitnya (0,0047), pergi dari 236.918 km (147.214 mi) di terdekat (periapsis) ke 239.156 km (148.605 mi) ) paling jauh (apoapsis).
Eksentrisitas ini menyebabkan Enceladus meregang dan lentur, menghasilkan pemanasan internal dan aktivitas panas bumi. Proses ini adalah apa yang memungkinkan Enceladus mempertahankan lautan interior pada batas inti-mantelnya. Di kutub di mana efek terbesar dari deformasi yang disebabkan oleh gravitasi ini paling terasa, yang menyebabkan lapisan es menjadi lebih tipis di sini dan untuk membentuk celah.
Proses ini juga mengarah pada periode pendinginan, di mana selama waktu itu, sebagian samudera bawah permukaan Enceladus akan membeku. Pencairan dan pembekuan ini akan menyebabkan lapisan es menebal dan menipis dari bawah, menyebabkan perubahan tekanan yang menyebabkan celah. Karena lapisan es lebih tipis di kutub, sangat rentan terhadap retak, mengarah ke Garis-garis Harimau.
Fitur-fitur ini semuanya mengambil nama mereka dari kota-kota yang ditampilkan dalam ringkasan cerita rakyat Arab Malam Arab: Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Baghdad Sulcus, dan Damascus Sulcus. Tim percaya bahwa celah Sulcus Baghdad adalah yang pertama terbentuk dan tidak membeku lagi setelahnya. Ini memungkinkan gumpalan air meletus dari dalam, yang akhirnya menyebabkan tiga celah paralel terbentuk.
Pada dasarnya, setelah gumpalan air disemprotkan dari permukaan bulan, mereka akan membeku kembali di ruang angkasa dan akan diendapkan kembali sebagai salju di permukaan. Ketika salju menumpuk di sepanjang tepi celah Baghdad, berat yang terakumulasi menambah sumber tekanan pada lapisan es. Seperti yang dijelaskan Max Rudolph, ini tidak hanya menjelaskan bagaimana celah-celah ini terbentuk, tetapi mengapa celah-celah itu paralel satu sama lain.
"Model kami menjelaskan jarak retakan yang teratur," katanya. "Itu menyebabkan lapisan es melentur cukup untuk memicu retakan paralel sekitar 35 kilometer jauhnya."
Mekanisme yang sama ini menjelaskan mengapa celah Enceladus tetap terbuka dan terus meletus dengan gumpalan air. Interaksi pasang surut bulan dengan Saturnus menyebabkan siklus peregangan dan pelenturan yang konstan. Ini mencegah celah dari penutupan dan sebagai gantinya memastikan bahwa mereka mengalami pola pelebaran dan penyempitan yang teratur.
Mengenai mengapa hal ini terjadi pada Enceladus dan bukan bulan-bulan lainnya - seperti Ganymede, Europa, Titan, dan "dunia lautan" lainnya - yang turun ke ukuran. Bulan yang lebih besar memiliki gravitasi yang lebih kuat yang mencegah fraktur yang disebabkan oleh interaksi pasang surut membuka semua jalan ke interior. Karenanya, Enceladus adalah satu-satunya bulan es yang diketahui di mana Garis-garis Harimau dapat terjadi. Seperti yang dicirikan Hemingway:
“Karena ini berkat celah-celah ini sehingga kami dapat mencicipi dan mempelajari samudera bawah permukaan Enceladus, yang dicintai oleh para ahli astrobiologi, kami pikir penting untuk memahami kekuatan yang membentuk dan menopang mereka. Pemodelan kami dari efek fisik yang dialami oleh lapisan es bulan menunjuk ke urutan peristiwa dan proses unik yang berpotensi yang memungkinkan keberadaan garis-garis khusus ini. "
Pada dekade-dekade berikutnya, diharapkan bahwa misi lain dapat dikirim ke sistem Saturnus untuk menjelajahi Enceladus secara lebih terperinci. Sudah, data diperoleh oleh Cassini telah mengkonfirmasi bahwa bulu-bulu yang keluar dari celahnya mengandung molekul organik. Misi di masa depan akan berusaha untuk menentukan apakah ada kehidupan di luar bumi di bawah permukaan es bulan.
