La lune glacée Encelade de Saturne est d'un grand intérêt pour les scientifiques en raison de son océan souterrain, ce qui en fait une cible de choix pour ceux qui cherchent la vie ailleurs. De nouvelles recherches menées par Doug Hemingway de Carnegie révèlent la physique régissant les fissures à travers lesquelles l'eau de mer jaillit de la surface glacée de la lune, donnant à son pôle sud un aspect inhabituel de « rayure de tigre ».

"Vue pour la première fois par la mission Cassini vers Saturne, ces rayures ne ressemblent à rien d'autre connu dans notre système solaire, " L'auteur principal Hemingway a expliqué. " Ils sont parallèles et régulièrement espacés, environ 130 kilomètres de long et 35 kilomètres de distance. Ce qui les rend particulièrement intéressants, c'est qu'ils sont continuellement en éruption avec de la glace d'eau, alors même que nous parlons. Aucune autre planète ou lune glacée n'a quelque chose de semblable."

En collaboration avec Max Rudolph de l'Université de Californie, Davis et Michael Manga de UC Berkeley, Hemingway a utilisé des modèles pour étudier les forces physiques agissant sur Encelade qui permettent aux fissures des rayures du tigre de se former et de rester en place. Leurs conclusions sont publiées par Astronomie de la nature .

L'équipe était particulièrement intéressée à comprendre pourquoi les rayures ne sont présentes que sur le pôle sud de la lune, mais souhaitait également comprendre pourquoi les fissures sont si régulièrement espacées.

La réponse à la première question s'avère être un peu un tirage au sort. Les chercheurs ont révélé que les fissures qui composent les rayures du tigre d'Encelade pourraient s'être formées sur l'un ou l'autre pôle, le sud s'est juste ouvert en premier.

Encelade subit un échauffement interne en raison de l'excentricité de son orbite. Elle est parfois un peu plus près de Saturne et parfois un peu plus loin, ce qui provoque une légère déformation de la lune - étirée et détendue - car elle réagit à la gravité de la planète géante. C'est ce processus qui empêche la lune de geler complètement.

La clé de la formation des fissures est le fait que les pôles de la lune subissent les plus grands effets de cette déformation induite par la gravitation, donc la calotte glaciaire est la plus mince sur eux. Pendant les périodes de refroidissement progressif sur Encelade, une partie de l'océan souterrain de la lune va geler. Parce que l'eau se dilate en gelant, à mesure que la croûte de glace s'épaissit d'en bas, la pression dans l'océan sous-jacent augmente jusqu'à ce que la coquille de glace finisse par s'ouvrir, créant une fissure. En raison de leur glace relativement mince, les pôles sont les plus sensibles aux fissures.

Les chercheurs pensent que la fissure du nom de la ville de Bagdad a été la première à se former. (Les rayures sont nommées d'après les endroits mentionnés dans les histoires de Mille et une nuits , qui sont aussi appelées mille et une nuits.) Cependant, il ne s'est pas contenté de se figer à nouveau. Il est resté ouvert, permettant à l'eau de l'océan de cracher de sa crevasse qui, à son tour, causé la formation de trois autres fissures parallèles.

"Notre modèle explique l'espacement régulier des fissures, " dit Rodolphe.

Les fissures supplémentaires se sont formées à cause du poids de la glace et de la neige s'accumulant le long des bords de la fissure de Bagdad alors que les jets d'eau de l'océan souterrain gelaient et retombaient. Ce poids a ajouté une nouvelle forme de pression sur la calotte glaciaire.

"Cela a fait fléchir la calotte glaciaire juste assez pour déclencher une fissure parallèle à environ 35 kilomètres, " ajouta Rodolphe.

Le fait que les fissures restent ouvertes et éclatent est également dû aux effets de marée de la gravité de Saturne. La déformation de la lune agit pour empêcher la plaie de cicatriser - en élargissant et en rétrécissant à plusieurs reprises les fissures et en faisant entrer et sortir de l'eau - empêchant la glace de se refermer.

Pour une plus grande lune, sa propre gravité serait plus forte et empêcherait les fractures supplémentaires de s'ouvrir complètement. Donc, ces rayures n'ont pu se former que sur Encelade.

« Puisque c'est grâce à ces fissures que nous avons pu échantillonner et étudier l'océan souterrain d'Encelade, qui est aimé par les astrobiologistes, nous avons pensé qu'il était important de comprendre les forces qui les ont formées et soutenues, " a déclaré Hemingway. "Notre modélisation des effets physiques subis par la coquille glacée de la lune indique une séquence potentiellement unique d'événements et de processus qui pourraient permettre à ces rayures distinctives d'exister."