Раскрыт секрет "тигровых полос" Энцелада

Американские планетологи провели исследование, чтобы выяснить причины выбросов воды на спутнике Сатурна, Энцеладе. Они изучили влияние приливов на активность гейзеров, расположенных в четырёх разломах на поверхности спутника, которые неофициально называют "тигровыми полосами".

В 2005 году космический аппарат "Кассини" зафиксировал необычную активность на Энцеладе: из-под его поверхности вырывались струи паров воды. Это указывало на наличие жидкой воды и, возможно, жизни под поверхностью спутника.

Дальнейший анализ паров показал наличие аммиака, метана, углекислого газа и других веществ. Моделирование на Земле подтвердило присутствие спиртов, молекулярного кислорода, азота и других веществ на Энцеладе.

Регион"тигровых полос" теплее остальной поверхности спутника, а струи воды и льда питают кольцо Е у Сатурна. Некоторые учёные предполагают, что эти разломы могли образоваться после столкновения с неизвестным объектом. В качестве причин их извержений рассматривалось приливное воздействие Сатурна.

Группа планетологов из Калифорнийского технологического института решила проверить эту гипотезу. Они создали трёхмерные модели "тигровых полос" и смоделировали приливное воздействие на ледяную оболочку Энцелада. Также они рассчитали возможную деформацию разломов при постоянных орбитальных периодах.

Первое, что навело на мысль о приливном воздействии — это совпадение циклов активности гейзеров и орбитального движения Энцелада вокруг Сатурна. И там, и там этот период равен 32.9 земным часам.

При создании моделей авторы работы обозначили толщину ледяной коры примерно в 30 км. Выяснилось, что в течение своего орбитального периода лёд в разломах трётся друг о друга, иногда раскрываясь и высвобождая струи жидкой воды. Это приводит к двум пикам активности гейзеров «тигровых полос».

Первый пик возникает при истинной аномалии в 15 градусов (при взгляде на южный полюс и ориентации разломов на 30 градусов). В этот момент действует левосторонний сдвиговый импульс, который ослабевает до аномалии в 105 градусов.

Второй пик случается при правостороннем сдвиговом импульсе около аномалии в 195 градусов. Периоды трения коррелируют с силой выброса воды: пиковая активность наблюдается при аномалиях в 30 и 200 градусов.

Однако эта корреляция зависит от коэффициента трения — учёные построили три модели с тремя разными значениями. Также во время постоянных циклов сдвига разломы не смещаются, поскольку давление льдов в этом регионе гораздо сильнее, чем импульс при раскрытии рифтов.

Исследователи предположили, что периодические трения льдов вдоль "тигровых полос" влияют на эволюцию рельефа южного полушария. Однако деформации в этом регионе могли быть следствием множества процессов, включая приливные силы от Сатурна.

Учёные активно анализируют вопрос об активности и извержениях из подледного океана у южного полюса Энцелада, потому что наличие многих соединений в выбросах местных гейзеров указывает на возможность существования на этом спутнике Сатурна простейшей жизни, похожей на древних хемоавтотрофов земных океанов.