stringtranslate.com

Тигровые полосы (Энцелад)

Вид южного полюса Энцелада с Кассини . Тигровые полосы, снизу слева направо вверх, — это борозды Дамаска, Багдада, Каира, Александрии и Камфоры.

Тигровые полосы Энцелада состоят из четырех субпараллельных линейных углублений в южной полярной области спутника Сатурна . [1] [2] Впервые обнаруженные 20 мая 2005 года камерой Imaging Science Sub-system (ISS) космического аппарата Cassini (хотя они были видны наклонно во время раннего пролета), эти особенности наиболее заметны на изображениях с низким разрешением по контрасту яркости с окружающей местностью. [ 3] Наблюдения с более высоким разрешением были получены различными инструментами Cassini во время близкого пролета Энцелада 14 июля 2005 года. Эти наблюдения показали, что тигровые полосы представляют собой низкие хребты с центральным разломом. [2] Наблюдения с помощью инструмента Composite Infrared Spectrometer (CIRS) показали, что тигровые полосы имеют повышенную температуру поверхности, что указывает на современный криовулканизм на Энцеладе, сосредоточенный вокруг тигровых полос. [4]

Имена

Название «тигровые полосы» — неофициальный термин, данный этим четырём особенностям на основе их отличительного альбедо. Энцеладовые борозды (субпараллельные борозды и хребты), такие как Самаркандская борозда и Харранская борозда , были названы в честь городов или стран, упомянутых в «Тысяче и одной ночи» . Соответственно, в ноябре 2006 года тигровым полосам были присвоены официальные названия Александрийская борозда, Каирская борозда, Багдадская борозда и Дамасская борозда (Камфорная борозда — это меньшая особенность, которая ответвляется от Александрийской борозды). [5] Багдадская и Дамасская борозды являются наиболее активными, в то время как Александрийская борозда — наименее активна.

Внешний вид и геология

Составная карта южного полушария Энцелада (2007)

Изображения с камеры МКС на борту Кассини показали, что 4 тигровые полосы представляют собой ряд субпараллельных линейных впадин, обрамленных с каждой стороны невысокими хребтами. [2] В среднем каждая впадина тигровой полосы имеет длину 130 километров , ширину 2 километра и глубину 500 метров . Боковые хребты в среднем имеют высоту 100 метров и ширину 2–4 километра. Учитывая их внешний вид и геологическое положение в сильно тектонически деформированном регионе, тигровые полосы, вероятно, являются тектоническими разломами. [2] Однако их корреляция с внутренним теплом и большим потоком водяного пара предполагает, что тигровые полосы могут быть результатом трещин в литосфере Энцелада . Полосы расположены на расстоянии примерно 35 километров друг от друга. Концы каждой тигровой полосы различаются по внешнему виду в антисатурнианском и субсатурнианском полушариях. На антисатурнианском полушарии полосы заканчиваются крючкообразными изгибами, в то время как субсатурнианские концы разветвляются в виде дендритов. [2]

На тигровых полосах или около них практически не было обнаружено ударных кратеров , что предполагает очень молодой возраст поверхности. Оценки возраста поверхности, основанные на подсчете кратеров, дали возраст 4–100 миллионов лет, если предположить, что поток кратеров был лунным, и 0,5–1 миллион лет, если предположить, что поток кратеров был постоянным. [2]

Состав

Другим аспектом, который отличает тигровые полосы от остальной поверхности Энцелада, является их необычный состав. Почти вся поверхность Энцелада покрыта слоем мелкозернистого водяного льда. Хребты, которые окружают тигровые полосы, часто покрыты крупнозернистым кристаллическим водяным льдом. [2] [6] Этот материал выглядит темным в фильтре IR3 камеры Кассини (центральная длина волны 930 нанометров ), придавая тигровым полосам темный вид на изображениях с прозрачным фильтром и сине-зеленый вид на изображениях в псевдоцветах, близких к ультрафиолетовому, зеленому, близкому к инфракрасному. Инструмент визуального и инфракрасного картографического спектрометра (VIMS) также обнаружил захваченный лед из углекислого газа и простую органику внутри тигровых полос. [6] Простой органический материал не был обнаружен больше нигде на поверхности Энцелада.

Обнаружение кристаллического водяного льда вдоль тигровых полос также дает возрастное ограничение. Кристаллический водяной лед постепенно теряет свою кристаллическую структуру после охлаждения и воздействия сатурнианской магнитосферной среды. Считается, что такое превращение в более мелкозернистый, аморфный водяной лед занимает от нескольких десятилетий до тысячи лет. [7]

Криовулканизм

Энцелад - Южный полюс - Гейзерный бассейн (10 августа 2014 г.). [8]
Энцелад - Южный полюс - Гейзеры выбрасывают воду из многих мест вдоль «тигровых полос».

Наблюдения Кассини во время пролета 14 июля 2005 года выявили криовулканически активную область на Энцеладе с центром в области тигровых полос. Инструмент CIRS показал, что вся область тигровых полос (к югу от 70° южной широты) теплее, чем ожидалось, если бы область нагревалась исключительно солнечным светом. [4] Наблюдения с более высоким разрешением показали, что самый горячий материал вблизи южного полюса Энцелада находится в разломах тигровых полос. Из данных CIRS были получены цветовые температуры от 113 до 157 кельвинов , что значительно теплее ожидаемых 68 кельвинов для этой области Энцелада.

Данные с МКС, ионного и нейтрального масс-спектрометра (INMS), анализатора космической пыли (CDA) и инструментов CIRS показывают, что шлейф водяного пара и льда, метана , углекислого газа и азота исходит из серии струй, расположенных внутри тигровых полос. [9] [10] Количество материала внутри шлейфа позволяет предположить, что шлейф образуется из приповерхностного слоя жидкой воды. [2] На Энцеладе обнаружено более 100 гейзеров. [8]

В качестве альтернативы Киффер и др. (2006) предполагают, что гейзеры Энцелада происходят из клатратных гидратов, где углекислый газ, метан и азот высвобождаются под воздействием космического вакуума через трещины. [11]

Энцелад - Криовулканизм
  • Одна из возможных схем криовулканизма Энцелада
    Одна из возможных схем криовулканизма Энцелада
  • Возможные источники метана, обнаруженные в шлейфах под поверхностью океана
    Возможные источники метана, обнаруженные в шлейфах под поверхностью океана
  • Химический состав струй Энцелада
    Химический состав струй Энцелада

Связь с E-кольцом Сатурна

Было показано, что выбросы со спутника Энцелада, который по химическому составу похож на кометы [12], являются источником материала в кольце E. [13] Кольцо E является самым широким и внешним кольцом Сатурна (за исключением разреженного кольца Фебы ). Это чрезвычайно широкий, но диффузный диск микроскопического ледяного или пылевого материала. Кольцо E распределено между орбитами Мимаса и Титана . [14]

Многочисленные математические модели показывают, что это кольцо нестабильно, его продолжительность жизни составляет от 10 000 до 1 000 000 лет, поэтому частицы, из которых оно состоит, должны постоянно пополняться. [15] Энцелад вращается внутри этого кольца, в месте, где оно самое узкое, но имеет самую высокую плотность, что с 1980-х годов породило подозрения, что Энцелад является основным источником частиц для кольца E. [16] [17] [18] [19] Эта гипотеза была подтверждена первыми двумя близкими пролетами Кассини в 2005 году. [20] [21]

Извержения на Энцеладе могут показаться «отдельными» струями, но на самом деле это могут быть «занавесные» извержения
(видеоанимация)

Ссылки

  1. ^ Дрейк, Надя (9 декабря 2019 г.). «Как ледяная луна Сатурна получила свои полосы — ученые разработали объяснение одной из самых поразительных особенностей Энцелада, океанического мира, в котором есть нужные ингредиенты для жизни». The New York Times . Получено 11 декабря 2019 г.
  2. ^ abcdefgh Porco, CC ; Helfenstein, P.; Thomas, PC; Ingersoll, AP; Wisdom, J.; West, R.; Neukum, G.; Denk, T.; Wagner, R. (10 марта 2006 г.). «Cassini наблюдает активный южный полюс Энцелада». Science . 311 (5766): 1393–1401. Bibcode :2006Sci...311.1393P. doi :10.1126/science.1123013. PMID  16527964. S2CID  6976648.
  3. ^ J. Perry (23 мая 2005 г.). "New Enceladus Raw Images" . Получено 22 марта 2006 г. .
  4. ^ ab Spencer, JR; Pearl, JC; Segura, M.; Flasar, FM; Mamoutkine, A.; Romani, P.; Buratti, BJ; Hendrix, AR; Spilker, LJ; Lopes, RMC (2006). "Cassini Encounters Enceladus: Background and the Discovery of a South Polar Hot Spot" . Science . 311 (5766): 1401–1405. Bibcode :2006Sci...311.1401S. doi :10.1126/science.1121661. PMID  16527965. S2CID  44788825.
  5. ^ "Новые имена одобрены для использования на Энцеладе". SaturnToday.Com . SpaceRef Interactive Inc. 2006-11-17 . Получено 2008-09-20 . {{cite web}}: Внешняя ссылка в |work=( помощь )
  6. ^ ab RH Brown et al. , Science 311 1425 (2006).
  7. ^ Кассини обнаружил, что полоски тигра на Энцеладе на самом деле являются детенышами. Архивировано 18 октября 2008 г. на Wayback Machine . Получено 22 марта 2006 г.
  8. ^ ab Dyches, Preston; Brown, Dwayne; et al. (28 июля 2014 г.). «Космический аппарат Cassini обнаружил 101 гейзер и многое другое на ледяной луне Сатурна». NASA . Получено 29 июля 2014 г. .
  9. ↑ Снимки НАСА «Кассини» демонстрируют впечатляющие доказательства наличия активной Луны. Архивировано 29 октября 2011 г. на Wayback Machine . 6 декабря 2005 г. Получено 22 марта 2006 г.
  10. ^ "Jet Spots in Tiger Stripes". Веб-сайт CICLOPS . NASA/JPL/GSFC/SwRI/SSI. 2008-03-26. Архивировано из оригинала 2011-07-25 . Получено 2009-08-30 . {{cite web}}: Внешняя ссылка в |work=( помощь )
  11. ^ Киффер, Сьюзан В.; Синьли Лу и др. (2006). «Гипотеза клатратного резервуара для южнополярного шлейфа Энцелада». Science . 314 (5806): 1764–1766. Bibcode :2006Sci...314.1764K. doi :10.1126/science.1133519. PMID  17170301. S2CID  41743663.
  12. ^ Баттерсби, Стивен (26 марта 2008 г.). «Спутник Сатурна Энцелад на удивление похож на комету». New Scientist . Получено 16 апреля 2015 г.
  13. ^ "Ледяные щупальца, достигающие кольца Сатурна, прослеживаются до их источника". NASA News . 14 апреля 2015 г. Архивировано из оригинала 2015-04-16 . Получено 2015-04-15 .
  14. ^ Хедман, ММ; Бернс, JA; и др. (2012). «Трехмерная структура кольца E Сатурна». Icarus . 217 (1): 322–338. arXiv : 1111.2568 . Bibcode :2012Icar..217..322H. doi :10.1016/j.icarus.2011.11.006. S2CID  1432112.
  15. ^ Витторио, Сальваторе А. (июль 2006 г.). «Кассини посещает Энцелад: новый свет на яркий мир». Cambridge Scientific Abstracts (CSA) . CSA. Архивировано из оригинала 28.04.2014 . Получено 27.04.2014 .
  16. ^ Baum, WA; Kreidl, T. (июль 1981 г.). "Кольцо E Сатурна: I. Наблюдения ПЗС в марте 1980 г.". Icarus . 47 (1): 84–96. Bibcode :1981Icar...47...84B. doi :10.1016/0019-1035(81)90093-2.
  17. ^ Хафф, ПК; Эвиатар, А.; и др. (1983). Хафф, ПК; Эвиатар, А.; Сиско, ГЛ (ред.). «Кольцо и плазма: загадки Энцелада». Icarus . 56 (3): 426–438. Bibcode :1983Icar...56..426H. doi :10.1016/0019-1035(83)90164-1.
  18. ^ Панг, Кевин Д.; Воге, Чарльз К.; и др. (1984). «Кольцо E Сатурна и спутник Энцелада». Журнал геофизических исследований . 89 : 9459–9470. Bibcode : 1984JGR....89.9459P. doi : 10.1029/JB089iB11p09459.
  19. ^ Блондель, Филипп; Мейсон, Джон (23 августа 2006 г.). Solar System Update . Springer Science. стр. 241–243.
  20. ^ Spahn, F.; Schmidt, J; et al. (2006). «Измерения пыли Cassini на Энцеладе и их значение для происхождения кольца E». Science . 311 (5766): 1416–1418. Bibcode :2006Sci...311.1416S. CiteSeerX 10.1.1.466.6748 . doi :10.1126/science.1121375. PMID  16527969. S2CID  33554377. 
  21. ^ Кейн, Фрейзер (5 февраля 2008 г.). «Энцелад поставляет лед в кольцо Сатурна A». NASA . Universe Today . Получено 26.04.2014 .

Внешние ссылки