翻譯：汪榮鑫

校對：牧夫校對組

編排：陶邦惠

后臺：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接：

https://astronomy/news/2019/12/how-the-icy-moon-enceladus-got-tiger-stripes-at-its-south-pole

土衛二南極地區的 “虎紋” ，被認為是冰殼裂縫

Credit: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team

土衛二南極有著一系列平行且均勻分布的條紋。科學家認為，這些條紋是覆蓋衛星地下海洋的冰殼中的長裂縫。但是天文學家仍然不確定這些裂縫是如何形成的，為什么它們如此均勻地分布，以及為什么其他冰冷的天體沒有產生它們。

現在，一個研究小組提出了一個解釋，可以解答關于這一系列裂縫的所有主要問題。研究小組本周一在《自然》雜志上發表了他們的發現。

土衛二與土星環的合照，由卡西尼號在2015年10月28日掠過土衛二時拍攝 | Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

冰如何破裂

當卡西尼號（Cassini）到達土衛二南極附近時，科學家發現了這些條紋。研究人員將其稱為“虎紋”。

卡內基科學研究所的行星科學家，也是這項新研究的作者道格拉斯·海明威（Douglas Hemingway）說：“自從發現以來，我們一直對此感興趣，并且它已經成為每個人潛意識里一直想要探究的問題。這些東西到底是什么？它們為什么形成？”

過去，研究人員提出，隨著外殼上積聚更多的冰，可能會形成長裂縫，從而使液態海洋處于更大的壓力之下，并迫使殼破裂。土衛二的冰殼在其兩極最薄，所以這里是破裂的合理場所。但這并不能解釋如何形成與之平行的其他裂縫。

土衛二表面有超過100個間歇泉，將水冰、有機分子和其他物質從南極區域射入太空 | Credit: NASA/JPL/SSI

條紋如何產生

海明威和他的團隊以此研究為基礎。他們認為，一旦形成第一個裂縫，冰殼就可能下垂，其重量使冰板彎曲。在彎曲力最大的地方，冰殼會再次破裂——這是由冰殼的特性（例如其剛度）決定的。

圖中為土衛二海底熱泉的示意圖，科學家認為水會與巖石相互作用產生氫氣，并通過冰殼噴入太空 | Credit: NASA/JPL-Caltech

當研究人員進行數值模擬時，他們發現這些裂紋之間的22英里的間距對于土衛二冰殼剛度而言非常合理。

研究小組還提出了一個解釋，為什么其他冰冷的衛星，如土衛二、木衛三、木衛四和木衛六沒有類似的條紋狀裂縫。因為更多平行的“虎紋”的形成取決于兩個主要因素：冰殼的厚度和星球上的重力。天文學家說，土衛二恰好具有這些因素的正確組合，因而產生了獨特的條紋。

責任編輯：郭皓存

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號：astronomycn

2011年7月29日，卡西尼號宇宙飛船的窄角照相機拍攝了這張快照，它從土星環上方捕捉到了五顆土星的衛星。 Credit: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, NASA