القمر زحل إنسيلادوس آسر العلماء منذ ذلك الحين فوييجر 2 مرت المهمة من خلال النظام في عام 1981. وقد تعمقت الغموض فقط منذ وصول كاسيني التحقيق في عام 2004 ، والذي تضمن اكتشاف أربعة شقوق خطية متوازية حول المنطقة القطبية الجنوبية. كانت هذه السمات تُلقب ب "Tiger Stripes" بسبب مظهرها وطريقة تميزها عن بقية السطح.
منذ اكتشافهم ، حاول العلماء الإجابة عن ماهية هذه الأشياء وما خلقها في المقام الأول. لحسن الحظ ، كشف بحث جديد بقيادة معهد كارنيجي للعلوم عن الفيزياء التي تحكم هذه الشقوق. وهذا يشمل كيفية ارتباطها بنشاط عمود القمر ، ولماذا تظهر حول القطب الجنوبي لإنسيلادوس ، ولماذا لا تمتلك الأجسام الأخرى ميزات مشابهة.
الدراسة التي ظهرت مؤخراً في المجلة فلك الطبيعةبقيادة دوغ همنغواي - زميل كارنيجي بقسم المغناطيسية الأرضية بالمعهد. وانضم إليه علماء الكواكب ماكسويل رودولف من جامعة كاليفورنيا ديفيس ومايكل مانغا من جامعة كاليفورنيا بيركلي.
من أجل دراستهم ، استخدم الفريق نماذج جيوفيزيائية من إنسيلادوس للتحقيق في القوى المادية التي سمحت لتشكيل خطوط النمر والبقاء في مكانها مع مرور الوقت. كان سبب وجود هذه الخطوط موجودًا في القطب الجنوبي للقمر فقط ولماذا كانت متباعدة بشكل متساوٍ. كما أوضح همنجواي:
"شوهدت لأول مرة من خلال مهمة كاسيني إلى زحل ، وهذه الخطوط لا مثيل لها في نظامنا الشمسي. وهي متوازية ومتساوية المسافات ، يبلغ طولها حوالي 130 كيلومترًا وبفارق 35 كيلومترًا. ما يجعلها مثيرة للاهتمام بشكل خاص هو أنها تتفجر باستمرار مع جليد الماء ، حتى عندما نتحدث. لا يوجد أي كواكب أو أقمار أخرى جليدية أخرى تشبهها تمامًا ".
أثبتت الإجابة على السؤال الأول أنها مثيرة للاهتمام إلى حد ما. على ما يبدو ، كشفت النماذج أن الشقوق التي تتكون منها الخطوط يمكن أن تكون قد تشكلت في أي من القطبين ، فقد تشكلت ببساطة على القطب الجنوبي أولاً. من ناحية أخرى ، يرجع سبب وجودها إلى تفاعل إنسيلادوس مع زحل وانحراف مداره.
لتحليلها ، يستغرق إنسيلادوس أكثر من يوم بقليل (1.37 على وجه الدقة) لإكمال مدار واحد من زحل. بسبب الرنين المداري المتوسط 2: 1 ، لديها مع ديون المجاورة ، تجارب إنسيلادوس بعض الانحراف في مدارها (0.0047) ، من 236،918 كم (147،214 ميل) في أقرب مكان (محيط) إلى 239،156 كم (148،605 ميل ) في أبعد نقطة (apapapsis).
هذا الانحراف يتسبب في تمدد ومقاومة إنسيلادوس ، مما يؤدي إلى التدفئة الداخلية ونشاط الحرارة الجوفية. هذه العملية هي ما يسمح لـ Enceladus بالحفاظ على محيط داخلي في حدود الوشاح الأساسي. إنه في القطبين حيث تكون التأثيرات الأكبر لهذا التشوه الناجم عن الجاذبية أكثر ، مما يؤدي إلى أن تكون الطبقة الجليدية أرق هنا وتشكل الشقوق.
تؤدي هذه العملية أيضًا إلى فترات تبريد ، وخلال هذه الفترة ، يتجمد بعض المحيطات تحت سطح الأرض من إنسيلادوس. سيؤدي هذا التجميد والجليد إلى زيادة سماكة الغطاء الجليدي ورقيقه من الأسفل ، مما يتسبب في تغيرات في الضغط تؤدي إلى الشقوق. نظرًا لأن الطبقة الجليدية أرق عند القطبين ، فهي أكثر عرضة للتشقق ، مما يؤدي إلى خطوط النمر.
كل هذه الميزات تأخذ أسماءها من المدن الواردة في الملخص العربي للحكايات الشعبية الليالي العربية: الإسكندرية سلكس ، القاهرة سولس ، بغداد سولس ، ودمش دمشق. يعتقد الفريق أن شق بغداد التئام كان أول من تكوّن ولم يتجمد مرة أخرى بعد ذلك. وقد سمح ذلك بثور أعمدة المياه من الداخل ، مما تسبب في النهاية في تكوين ثلاثة شقوق متوازية أخرى.
في الأساس ، بعد رش أعمدة المياه من سطح القمر ، ستتم إعادة تجميدها في الفضاء وإعادة وضعها على شكل ثلج على السطح. مع تراكم الثلوج على طول حواف بغداد ، أضاف الوزن المتراكم مصدرًا آخر للضغط على الغطاء الجليدي. كما أوضح ماكس رودولف ، هذا لا يفسر فقط كيف تشكلت هذه الشقوق ، ولكن لماذا تعمل بالتوازي مع بعضها البعض.
قال: "نموذجنا يفسر التباعد المنتظم للشقوق". "تسبب ذلك في ثني الغطاء الجليدي بما يكفي لإحداث شرخ متوازي على بعد حوالي 35 كيلومترًا."
تفسر هذه الآلية نفسها لماذا تظل شقوق إنسيلادوس مفتوحة وتستمر في الانفجار مع أعمدة من الماء. يؤدي تفاعل المد والجزر للقمر مع زحل إلى دورة مستمرة من التمدد والانثناء. هذا يمنع الشقوق من الإغلاق ويضمن بدلاً من ذلك أن يختبر نمطًا منتظمًا من التوسيع والتضييق.
لماذا يحدث هذا على إنسيلادوس وليس على أقمار أخرى - مثل جانيميد ويوروبا وتيتان و "عوالم المحيطات" الأخرى - التي تأتي في الحجم. الأقمار الأكبر لها جاذبية أقوى تمنع الكسور الناتجة عن تفاعلات المد والجزر من الانفتاح إلى الداخل. وبالتالي ، إنسيلادوس هو القمر الجليدي الوحيد المعروف حيث يمكن أن يحدث خطوط النمر. كما وصفها همنجواي:
"نظرًا لأنه بفضل هذه التشققات ، تمكنا من اختبار ودراسة محيط إنسيلادوس تحت سطح الأرض ، المحبوب من قبل علماء الأحياء الفلكية ، اعتقدنا أنه من المهم فهم القوى التي تكونت واستمرت. تشير نمذجةنا للتأثيرات الفيزيائية التي مرت بها قشرة القمر الجليدية إلى تسلسل فريد من الأحداث والعمليات التي يمكن أن تسمح بوجود هذه الخطوط المميزة ".
في العقود التي تلت ذلك ، يؤمل أن يتم إرسال مهمة أخرى إلى نظام زحل لاستكشاف إنسيلادوس بمزيد من التفصيل. بالفعل ، تم الحصول على البيانات من قبل كاسيني أكد أن الأعمدة التي تنبثق من شقوقها تحتوي على جزيئات عضوية. ستحاول البعثات المستقبلية تحديد ما إذا كانت الحياة خارج الأرض موجودة تحت سطح القمر الجليدي أيضًا.
