إنسيلادوس

الاسم

يرجع سبب تسمية إنسيلادوس بهذا الاسم إلى العملاق إنسيلادوس في الميثولوجيا الإغريقية. واقترح جون هيرشل اسم إنسيلادوس، إلى جانب أقمار زحل التي اكتُشفت فيما بعد، في مقالته التي نُشرت في 1847 بعنوان "نتائج الرصد الفلكي في رأس الرجاء الصالح".  واختار هذه الأسماء لأن زحل - المعروف في الميثولوجيا الإغريقية بكرونوس- كان قائد الجبابرة (عرق التيتان). والاتحاد الفلكي الدولي (IAU) يُسمي تضاريس إنسيلادوس تيمنًا بأسماء شخصيات وأماكن من ترجمة ريتشارد فرانسيس برتون لكتاب ألف ليلة وليلة. وتُسمى الفوهات الصدمية باسم الشخصيات، بينما أنواع التضاريس الأخرى كفوساي (منخفضات طويلة وضيقة)، ودورسا (التلال المجعدة)، وبلانيتيا (السهول)، وسولتشي (أخاديد طويلة متوازية) تسمى بأسماء الأماكن. وسمى الاتحاد الفلكي الدولي 57 تضريس رسميًا؛ سُمي منهم 22 تضريس في 1982 بناءً على معلومات عمليات التحليق المنخفض التي أدتها المركبة فوياجر، وتمت الموافقة على 35 تضريس في نوفمبر/ تشرين الثاني في 2006 استنادًا على معلومات رحلات الطيران المنخفض الثلاث التي أدتها المركبة كاسيني في 2005.

المدار

إنسيلادوس هو واحد من الأقمار الرئيسية الداخلية لزحل. وهو القمر الرابع عشر من حيث البعد عن زحل، ويدور في أكثف جزء من الحلقة إي E، وهي الأبعد عن حلقات زحل، وهي قرص من المواد المجهرية الجليدية أو المغبرة، تبدأ في مدار القمر ميماس وتنتهي في مكان ما حول مدار القمر ريا.
يدور إنسيلادوس حول زحل من مسافة 238000 كم من مركزه و180000 كم من قمم سحبه، بين مدارات القمر ميماس وتثيس، ويحتاج إلى 32.9 ساعة للدوران في المرة الواحدة ( سريع بما فيه الكفاية ليُرصد في ليلة واحدة من ليالي الرصد). و رنين الحركة الوسطى للقمر إنسيلادوس حاليًا هو 2:1 بالنسبة للقمر القمر ديون؛ فكل مدارين له حول زحل يقابله واحد يُكمله القمر ديون، ويساعد هذا الرنين على الحفاظ على الانحراف المداري للقمر إنسيلادوس (0.0047) ويوفر مصدرًا حراريًا لنشاطه الجيولوجي.
وكمعظم أقمار زحل الكبيرة، يدور إنسيلادوس بشكل زمني مع دوره المداري موجهًا وجه واحد اتجاه زحل. وبخلاف قمر الأرض، لا يبدو أن إنسيلادوس له ميسان حول محور دورانه (أكثر من 1.5°). ومع ذلك، يقترح تحليل لشكل القمر إنسيلادوس أنه في مرحلة ما كان في ميسان مغزلي مداري ثانوي قسري مقداره 1:4، وبإمكان هذا الميسان أن يوفر مصدرًا حراريًا آخرًا للقمر إنسيلادوس كالذي يوفره الرنين مع القمر ديون.

الحجم والشكل

إنسيلادوس هو قمر صغير نسبيًا، ويبلغ قطره المتوسط حوالي 505 كيلومتر (314 ميل)، حوالي سُبع حجم قطر قمر الأرض. وقطر إنسيلادوس صغير بما يكفي ليتناسب مع طول جزيرة بريطانيا العظمى. وبإمكانه أن يتناسب مع مساحتي ولايتي أريزونا أوكولورادو، على الرغم من أنه -كجسم كروي- مساحته أكبر بكثير؛ فهو يزيد قليلًا عن 800,000 كيلومتر مربع (310,000 ميل مربع)، كمساحة موزمبيق تقريبًا، أو أكبر من ولاية تكساس بنسبة 15%.
تجعل كتلة إنسيلادوس وقطره من أكبر أقمار زحل من حيث الضخامة والحجم، بعد تيتان (5150 كم)، و القمر ريا (1530 كم)، والقمر إيابيتوس (1440 كم)، و القمر ديون (1120 كم)، وتثيس (1050 كم). كما أنه أحد أصغر أقمار زحل الكروية؛ حيث أن جميع الأقمار الصغيرة -فيما عدا القمر ميماس (390كم)- لها شكل غير منتظم.
إنسيلادوس هو سطح ناقص مختلف الأضلاع من حيث الشكل؛ فتبلغ أقطاره - بناءً على حسابات الصور التي التقطتها آلة الأي إس إس (نظام التصوير الفرعي للعلوم) للمركبة كاسيني- حوالي 513 كم بين قطب زحل المقابل وقطبه الفرعي، و503 كم بين القطب الأمامي والخلفي، و497 كم بين القطب الشمالي والجنوبي، وهذا هو الاتجاه الأكثر استقرارًا؛ في اتجاه دوران القمر إنسيلادوس على طول المحور القصير والطويل، محازيًا القطر بعيدًا عن زحل.

السطح

أول مركبة فضائية ترصد سطح القمر إنسيلادوس بالتفصيل كانت فوياجر 2 في أغسطس\آب 1981م. وتكشف نتائج صور الفسيفساء عالية الجودة عن خمس أنواع مختلفة من التضاريس، من ضمنهم العديد من المناطق ذات التضاريس المنجرفة، والمناطق ذات التضاريس المستوية (حديثة التكوين)، وممرات التضاريس المتعرجة والتي غالبًا ماتكون محاذية للمناطق المستوية. وبالإضافة إلى ذلك، لوحظت الشقوق المنحدرات الطولية المنبسطة. وبالنظر إلى الافتقارالنسبي في الفوهات الموجودة على السهول المستوية، من المحتمل أن يكون عمر هذه المناطق أقل من بضع مئات من ملايين السنين. وبناءُا على ذلك، لابد أن إنسيلادوس تفاعل مؤخرًا مع النشاط البركاني المائي أو أية عمليات أخرى جددت سطحه. ويجعل الجليد النظيف النقي الذي يهيمن على سطح إنسيلادوس هذا السطح من السطوح الأكثر انعكاسًا التي ممكن أن توجد في أي جرم من أجرام المجموعة الشمسية، وبياض هندسي مرئي قدره 1.38. ولأنه يعكس الكثير من ضوء الشمس، فإن متوسط درجة حرارة السطح يصل إلى −198 °م (−324 °ف) فقط عند الظهر (أبرد نوعًا ما من أقمار زحل الأخرى).
وكشفت ملاحظات ثلاث رحلات تحليق منخفض تابعة للمركبة كاسيني في 17فبراير\شباط، و9 مارس\آذار، و14 يوليو\تموز 2005م عن خصائص سطح القمر إنسيلادوس بقدر أكبر من التفاصيل عن ملاحظات المركبة فوياجر 2. فعلى سبيل المثال، السهول المستوية التي رصدتها فوياجر 2 استقرت في مناطق خالية من الفوهات نسبيًا ومملوءة بالعديد من التلال الصغيرة والمنحدرات. وبالإضافة إلى ذلك، عُثر على العديد من الصدوع في التضاريس المنجرفة التي تكونت قديمًا، مشيرةً إلى حقيقة أن السطح تعرض لتشويه شامل منذ تكوين الفوهات. وأخيرًا، تم اكتشاف العديد من المناطق الإضافية ذات التضاريس حديثة التكوين في مناطق لم تحسن تصويرها أي من المركبتين فوياجر، كالتضريس الغريب القريب من القطب الجنوبي للقمر إنسيلادوس.

الفوهات الصدمية

تُعدُّ الفوهة الصدمية أمر شائع في العديد من أجرام النظام الشمسي. وتغطي الفوهات جزءًا كبيرًا من سطح إنسيلادوس على كافة الكثافات والمستويات المختلفة من التشوه. 
وبناءً على ملاحظات فوياجر 2، تم تحديد ثلاث وحدات مختلفة من طوبوغرافيا الفوهات استنادًا إلى كثافة فوهاتهم؛ بدايةً من وحدتي التضاريس المنحنية (ct1 وct2)، وكلاهما يحتوي على العديد من الفوهات التي يتراوح عرضها ما بين 10-20 كيلومتر على الرغم من اختلاف درجة تشوهاتها، إلى وحدة التضاريس المنجرفة (cp) التي تتكون من السهول قليلة الانجراف. وبناءً على كثافة الفوهات (وبالتالي عُمر السطح) يقترح تقسيم التضاريس المنجرفة هذا أن إنسيلادوس تسطّح في عدة مراحل.
وقدمت ملاحظات المركبة كاسيني الأخيرة نظرة أقرب بكثير إلى وحدات التضاريس المنحنية والمنجرفة (ct2 وcp). وتُبيّن هذه الملاحظات عالية الجودة أن العديد من فوهات القمر إنسيلادوس أصبحت شديدة الانجراف أثناء المرونة اللزوجية والتصدع. تجعل المرونة اللزوجية الجاذبية، على فترات زمنية جيولوجية، قادرة على تشويه الفوهات والخصائص الطوبوغرافية الأخرى المتكونة في الجليد المائي، متسببةً في تقليل كمية التضاريس مع مرور الوقت. ويعتمد معدل حدوث هذا على درجة حرارة الثلج: الثلج الأكثر دفئًا بإمكانه تشويه الفوهات أكثر من الثلج البارد الصلب. الفوهات المرنة واللزجة (الطينية) غالبًا ما تكون قيعانها مقببة، أو تعرف باسم الفوهات ذات الحواف المجسمة والمستديرة فقط. وأقرب مثال على الفوهات المرنة واللزجة على سطح القمر إنسيلادوس هي الفوهة "دنيازاد" ذات القاع المقبب البارز. فضلًا عن أن العديد من الفوهات على سطح إنسيلادوس غيرتها الصدوع التكتونية. وبالتالي جميع الفوهات على سطح إنسيلادوس –تقريبًا- التي صورتها المركبة كاسيني باستخدام وحدة التضاريس المنحنية (ct2) تُظهر علامات لتشوه تكتوني (بنائي).

التكتونيات

عثرت فوياجر 2 على أنواع عديدة من الخصائص التكتونية على سطح إنسيلادوس، بما في ذلك المنخفضات والمنحدرات، و أحزمة من الأخاديد والتلال]. وتقترح النتائج الأخيرة للمركبة كاسيني أن التكتونيزم هو نمط التشويه المسيطر على سطح إنسيلادوس. وتعد الانشقاقات واحدة من أكثر أنواع الخصائص التكتونية المدمرة على سطح إنسيلادوس. ويصل ارتفاع هذه الأخاديد إلى 200 كم، وعرضها ما بين 5-10 كم، وعمقها 1 كم. وتبدو هذه الخصائص حديثة العهد نسبيًا؛ فهي تتخطى الخصائص التكتونية الأخرى، ولها طوبوغرافية حادة ونتوءات بارزة على امتداد أسطح الجرف.
تُعتبر التضاريس المخددة دليل آخر على التكتونيزم على سطح إنسيلادوس، وهي تتكون من ممرات ذات أخاديد وتلال منحنية. وغالبًا ما تفصل هذه الأحزمة -أول من اكتشفتها كانت المركبة فوياجر 2- السهول المستوية عن المناطق المنجرفة. وتشبه التضاريس المخددة كسمرقند سولتشي تلك التي على سطح القمر غانيميد. وعلى الرغم من ذلك، عادةً ما تكون الطوبوغرافيا المخددة على سطح إنسيلادوس أكثر تعقيدًا بكثير بخلاف تلك التي على سطح القمر غانيميد. وبدلًا من المجموعات المتوازية من الأخاديد، هذه الممرات غالبًا ما تظهر كأحزمة من الخصائص المتراصفة شيفرونية الشكل أو الترسبية -الأراضي الشاسعة شبه الخطية التي تقع على شكل حرف "V"- إلى حد كبير. وفي مناطق أخرى، تبدو هذه الأحزمة متقوسة باتجاه الأعلى مع صدوع وتلال تمتد على طول هذه الميزة. وكشفت ملاحظات المركبة كاسيني حول سمرقند سولتشي عن بقع داكنة مثيرة للاهتمام (اتساعها ما بين 125 و750 متر)، والتي يبدو أنها تسير بموازاة الصدوع الضيقة. وتُفسّر هذه البقع في الوقت الحالي على أنها حُفر متداعية في هذه الأحزمة السهلية المدببة.
وإلى جانب الصدوع العميقة والممرات المخددة، توجد أنواع أخرى عديدة من التضاريس التكتونية على سطح إنسيلادوس. ويوجد العديد من هذه الصدوع في الأحزمة التي تتخطى التضاريس المنجرفة. ويبدو أن هذه الصدوع تتوغل داخل القشرة بعمق لا يبلغ سوى بضع مئات من الأمتار. ويبدو العديد منها أنه تأثر أثناء تكوينه بسبب الحطام الصخري الضعيف الناتج عن الفوهات الصدمية، وغالبًا ما تُغير حدوث الصدوع المنتشرة. الأخاديد المستقيمة هي مثال آخر للخصائص التكتونية على سطح إنسيلادوس، التي كانت المركبة فوياجر 2 أول من يكتشفها، والتي التقطت المركبة كاسيني لها صور عالية الجودة. ويمكن رؤية هذه الأخاديد المستقيمة وهي تتخطى أنواع التضاريس الأخرى، كأحزمة الأخاديد والتلال. ، ويبدو أن هذه الأخاديد المستقيمة تنحصر بين الخصائص حديثة العهد على سطح القمر إنسيلادوس كالصدوع العميقة. إلا أن هناك بعض الأخاديد المستقيمة التي تبدو ليّنة كالفوهات المجاورة، مما يدل على قدم عمرها. كما أن التلال على سطح إنسيلادوس قد رُصدت، وإن لم يكن كتلك التي رُصدت على سطح القمر أوروبا. هذه التلال محدودة نسبيًا لمدى محدد. ويصل طولها إلى واحد كيلومتر. كما رُصدت القباب الفلكية المرتفعة التي يصل ارتفاعها إلى واحد كيلو متر. ونظرًا إلى مستوى التسطح التكتوني الموجود على سطح إنسيلادوس، فمن الواضح أن التكتونيزم كان حافزًا مهمًا للجيولوجيا على سطح هذا القمر الصغير في جزء كبير من تاريخه.

السهول المستوية

رصدت المركبة فوياجر 2 وحدتين للسهول المستوية. وهذه السهول لها طوبوغرافية منخفضة بشكل عام وعدد من الفوهات أقل بكثير من تلك التي موجودة في التضاريس والسهول المنجرفة، مما يشير إلى سطح حديث التكوين نسبيًا. في إحدى مناطق السهول المستقيمة، سرنديب بلانيتيا، لم تكن الفهوهات الصدمية مرئية كفاية كي يتم التقاط صورة لها. وهناك منطقة أخرى من السهول المسقيمة جنوب غرب سرنديب تتخللها عدة منخفضات ومنحدرات.