Honnan származnak az Enceladus csíkjai?

4535

Vajon honnan erednek a Szaturnusz jeges Enceladus holdjának párhuzamos vetődései, „tigriscsíkjai”, amelyekből vízjég dobódik ki? Egy új elmélet talán választ ad a kérdésre.

A Szaturnusz Enceladus holdja híres vízköpő gejzírjeiről, amelyek egy felszín alatti, sós vizű óceán jelenlétére utalnak. A gejzíreknek otthont adó, „tigriscsíkokkal” tarkított terület azonban régóta megosztja a kutatókat.

A Szaturnusz Enceladus holdjának meggyötört felszínét a déli pólus közelében négy repedés díszíti, amelyeket „tigriscsíkoknak” is neveznek. A kék szín a Cassini űrszonda hamisszínes felvételén jeges felszínt jelez durva szemcsékkel és sziklákkal. (Forrás: NASA / JPL / Space Science Institute / CICLOPS)

A párhuzamos vonalak nagyjából 35 kilométeres távolságra vannak egymástól, és a hold déli féltekéjére korlátozódnak. Nem hasonlítanak semmire, ami más jeges holdakon tapasztalható. Egyelőre nincs olyan elmélet, amely a vonalak minden jellegzetességét egyszerre megmagyarázná.

Douglas Hemingway (Carnegie) és munkatársai a Nature Astronomy folyóiratban megkísérlik mindenre kiterjedően megmagyarázni a jelenséget.

Az ötlet lényege: amikor az Enceladus jeges kérgében egy repedés alakul ki, az további repedések egész sorát vonja maga után.

Ismert, hogy az Enceladus olyan lehűlési periódusokon megy keresztül, amelyek megvastagítják a jeges kérget. Ahogy a felszín alatti víz megfagy, kitágul, és belülről nyomást gyakorol a felszínre. Az Enceladus kérge az északi és a déli pólusnál a legvékonyabb, mert itt gerjeszti a legnagyobb hőt a Szaturnusz gravitációs ereje. A vékonyabb kéreg könnyebben széttöredezik.

A térképen a Szaturnusz Enceladus holdjának aktív déli sarki területe látható. A hosszú, egyenes, kékes színű képződmények az úgynevezett „tigriscsíkok”, amelyekből vízgőz és más anyagok törnek elő. Fehér körök és keresztek jelzik a hasadékok mentén azokat a helyeket, amelyeket a kutatók gejzírszerű kilövellésekként azonosítottak. A piros görbe a Cassini 2015. október 28-i útvonalát jelzi, amikor az űrszonda a legközelebb jutott a holdhoz. (Forrás: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / CICLOPS / Porco et al., Astronomical Journal, 2014)

Hemingway és munkatársai szerint a Bagdad Sulcus elnevezésű repedés, amely éppen a déli póluson halad át, úgy keletkezett, hogy az erők teljesen átrepesztették a jeges kérget. A repedést szinte teljesen víz töltötte fel, és felül, ahol találkozott a vákuummal, gőzzé vált, és gejzírszerűen kiáramlott.

Az első repedés csökkentette a lehűlő és táguló óceán nyomását – ezért nincs ilyen repedés az északi féltekén. Azonban a repedésből kitörő gejzír a törés két oldalát vízjéggel borította be, így idővel mindkét oldalon egy gerinc alakult ki. Ez a gerinc egy idő után túl nehéz lett, megdőlt, megtörte a jeges kérget, és az elsőtől 35 kilométerre egy újabb repedést hozott létre.

A folyamat addig folytatódott, amíg a Bagdad Sulcus két oldalán létre nem jött a többi repedés: először a Kairó és a Damaszkusz, aztán az Alexandria és a nem hivatalosan E.-nek nevezett repedés. Előbb-utóbb a folyamat leáll, vagy azért, mert nem jut ki elég vízgőz a jeges gerincek létrejöttéhez, vagy azért, mert a jégkéreg túl vastag lesz ahhoz, hogy megdőljön és eltörjön.

Közelkép a négy, 130 kilométer hosszú repedésről (a „tigriscsíkokról”) az Enceladus déli pólusának közelében, amelyet fehér kereszt jelöl. A kék szín a Cassini hamisszínes felvételén a jeges kérget borító durva szemcséket és sziklákat mutatja. (Forrás: NASA / JPL / Space Science Institute / CICLOPS)

A kutatók üdvözölték a mindent megmagyarázó elméletet. Carolyn Porco (Space Science Institute), aki nem vett részt a kutatásban, de a sávokat felfedező Cassini kutatócsoport tagja volt, így kommentálta az elméletet: „Ez a tanulmány egy egyszerű ötlettel teszi teljessé az Enceladus déli sarkvidékével és gejzírjeinek aktivitásával kapcsolatos megfigyeléseket.”

Az Enceladus kitörései a Cassini űrszonda 2010-es, 14 ezer kilométeres távolságból készített felvételén. (Forrás: NASA / JPL / Space Science Institute / CICLOPS)

Frank Postberg (Free University Berlin), akinek az Enceladus a kutatási területe, és szintén nem vett részt ebben a kutatásban, így nyilatkozott: „Úgy gondolom, hogy ez a tanulmány egy újabb fontos mérföldkő, amely a Cassini 2005-ös felfedezései óta fennálló régi rejtélyt oldja meg.”

Postberg szerint a tanulmányban közölt magyarázat arra is választ ad, hogy az ilyen szabályos elrendezésű törések miért csak az Enceladuson fordulnak elő, és más jeges holdakon nem.

Hemingway magyarázata szerint a repedések csak olyan jeges világokon jöhetnek létre, amelyeken gyenge a gravitáció. „Miután a másodlagos törés kezd kialakulni, a terhelés (az előző hasadék szélére felrakódott jég) továbbra is megmarad.” – magyarázza. „Ezt a terhelést az egyre jobban megrepedő, és ezért egyre gyengébb jeges kéregnek kell elbírnia.” Tehát ha egy repedés elkezd kialakulni, akkor teljesen áttöri a jeget, kivéve, ha valami ellensúlyozza a hatást. Az apró Enceladus gravitációja nem elég erős a ahhoz, hogy a repedések áttörjék a kérget, más jeges holdaké – mint amilyen az Europa, a Kallisztó és a Ganümédész – azonban igen.

Az új magyarázat talán az Enceladus geológiájának más jellegzetességeit is segít megérteni. Porco izgatottan várja, hogy kiderüljön, vajon a szabályos távolságban lévő repedések létrejöttére vonatkozó elmélet megmagyarázhatja-e a gejzírek szabályos távolságát is. „Régóta gyanítom, hogy a gejzírek elhelyezkedése a jeges kéreg szerkezetével áll kapcsolatban.” – tette hozzá Porco. „Talán az új elgondolást követve erre is megtaláljuk a magyarázatot. Egy újabb rejtvény vár a bátor felfedezőkre!”

Forrás: Sky&Telescope

Hozzászólás

hozzászólás