Saturnov mjesec Enceladus zadivio je znanstvenike od tada Voyager 2 misija je prošla kroz sustav 1981. Misterija se samo produbila od dolaska Cassini sonda 2004., koja je uključivala otkrivanje četiri paralelne, linearne pukotine oko južne polarne regije. Ove su karakteristike dobile nadimak „Tiger Stripes“ zbog svog izgleda i načina na koji se ističu od ostatka površine.
Znanstvenici su od svog otkrića pokušali odgovoriti što su to i što ih je uopće stvorilo. Srećom, nova istraživanja vođena od strane Carnegie Institute of Science otkrila su fiziku koja upravlja tim pukotinama. To uključuje kako su povezane sa mjesečevom pljuskovitom aktivnošću, zašto se pojavljuju oko Enceladusovog južnog pola i zašto druga tijela nemaju slične značajke.
Studija, koja se nedavno pojavila u časopisu Priroda Astronomija, vodio je Doug Hemingway - Karnegie suradnik s Odjela za zemaljski magnetizam. Pridružili su mu se planetarni znanstvenici Maxwell Rudolph sa kalifornijskog sveučilišta Davis i Michael Manga sa kalifornijskog sveučilišta Berkeley.
Za potrebe svoje studije, tim je koristio geofizičke modele Enceladusa kako bi istražili fizičke sile koje su omogućile da se pruge Tigrova formiraju i ostanu na mjestu tijekom vremena. Posebno je zanimljiv bio razlog zašto su ove pruge prisutne samo na mjesečevom južnom polu i zašto su tako ravnomjerno raspoređene. Kao što je Hemingway objasnio:
"Ove pruge prvi put viđene misijom Cassinija prema Saturnu kao da ništa drugo nije poznato u našem Sunčevom sustavu. Oni su paralelni i ravnomjerno raspoređeni, dugi oko 130 kilometara i udaljeni 35 kilometara. Ono što ih čini posebno zanimljivim je to što neprestano eruptiraju vodenim ledom, čak i kad govorimo. Nijedna druga ledena planeta ili Mjesec nemaju nešto slično. "
Odgovor na prvo pitanje pokazao se poprilično zanimljivim. Očito su modeli otkrili da su pukotine koje čine pruge mogle nastati na bilo kojem polu, one su se najprije prvo formirale na južnom polu. Razlog njihova postojanja, s druge strane, ima veze s Enceladusovom interakcijom sa Saturnom i ekscentričnošću njegove orbite.
Da bi ga razbio, Enceladusu treba malo više od jednog dana (tačno 1,37) da ispuni jednu orbitu Saturna. Zbog orbitalne rezonancije 2: 1, ima susjednu Dionu, Enceladus doživljava neku ekscentričnost u svojoj orbiti (0,0047), a kreće se od 236,918 km (147,214 milja) do najbližeg (periapsis) do 239,156 km (148,605 milja) ) u svojoj najdalje (apoapsis).
Ova ekscentričnost uzrokuje da se Enceladus isteže i savija, što rezultira unutarnjim grijanjem i geotermalnom aktivnošću. Taj postupak omogućuje Enceladusu da održi unutarnji ocean na granici jezgrenog ogrtača. Upravo se na polovima osjećaju najveći učinci ove gravitacijski izazvane deformacije, što dovodi do toga da se ledena ploča ovdje tanji i da nastaju pukotine.
Ovaj proces također dovodi do razdoblja hlađenja, a za to vrijeme će se neki Enceladusov podzemni ocean smrznuti. Ovo otapanje i smrzavanje uzrokovat će da se ledeni sloj odozdo zgušnjava i tanji, uzrokujući promjene tlaka koje vode do pukotina. Budući da je ledena ploča tanjija na polovima, ona je najosjetljivija na pucanje, što dovodi do tigranskih pruga.
Sve ove značajke nose svoja imena iz gradova koji su prikazani u arapskom zbirci narodnih pripovijesti Arapske noći: Aleksandrija Sulcus, Kairo Sulcus, Bagdad Sulcus i Damask Sulcus. Tim vjeruje da je pukotina Bagdad Sulcus-a prva koja se formirala i nakon toga se ponovno nije smrznula. To je omogućilo da pljuskovi vode iznutra izbijaju, što je na kraju stvorilo još tri paralelne pukotine.
U osnovi, nakon što bi se pljuskovi vode raspršili s Mjesečeve površine, oni bi se smrzli u prostoru i ponovo bi bili odloženi kao snijeg na površini. Kako se snijeg stvarao uz rubove bagdadske pukotine, akumulirana težina dodala je još jedan izvor pritiska na ledenu plohu. Kao što je objasnio Max Rudolph, ovo ne samo da objašnjava kako su nastale ove pukotine, već i zašto se paralelno odvijaju.
"Naš model objašnjava redovan razmak pukotina", rekao je. "To je uzrokovalo da se ledena ploha savija upravo toliko da može pokrenuti paralelnu pukotinu udaljenu oko 35 kilometara."
Taj isti mehanizam objašnjava zašto Enceladusove pukotine ostaju otvorene i nastaju pljuskati vodom. Mjesečeva plimna interakcija sa Saturnom dovodi do stalnog ciklusa istezanja i savijanja. To sprječava da se pukotine zatvaraju, a umjesto toga osiguravaju da se oni redovito šire i sužavaju.
Zašto se to događa na Enceladusu, a ne u drugim mjesecima - poput Ganymedeu, Europi, Titanu i drugim "oceanskim svjetovima" - to se svodi na veličinu. Veće mjesece imaju jaču gravitaciju koja sprečava da se prijelomi uzrokovani plimnim interakcijama otvaraju sve do unutrašnjosti. Stoga je Enceladus jedini poznati ledeni mjesec na kojem se mogu pojaviti Tigrove pruge. Kao što je Hemingway okarakterizirao:
"Budući da smo upravo zahvaljujući tim pukotinama uspjeli uzorkovati i proučavati Enceladus podzemni ocean, koji su ljubitelji astrobiologa, mislili smo da je važno razumjeti sile koje ih formiraju i održavaju. Naše modeliranje fizičkih učinaka koje je doživjela mjesečeva ledena školjka ukazuje na potencijalno jedinstven niz događaja i procesa koji bi mogli omogućiti da postoje ove karakteristične pruge. "
U narednim desetljećima nada se da će se u Saturnov sustav moći uputiti još jedna misija koja će detaljnije istražiti Enceladusa. Već su podaci dobiveni od Cassini potvrdio je da grozdovi koji izviru iz njegovih pukotina sadrže organske molekule. Buduće misije pokušat će utvrditi postoji li izvanzemaljski život i ispod mjesečeve ledene površine.
