Miranda, księżyc Urana, może posiadać ocean wody pod powierzchnią
Nowe badanie sugeruje, że księżyc Urana, Miranda, może skrywać ocean wodny pod swoją powierzchnią, co podważa wiele założeń dotyczących historii i składu tego ciała niebieskiego i może umieścić go w towarzystwie kilku światów w naszym Układzie Słonecznym z potencjalnymi środowiskami zdolnym do podtrzymania życia.
.„Znalezienie dowodów na istnienie oceanu wewnątrz małego obiektu, takiego jak Miranda, jest niezwykle zaskakujące. Wskazuje to, że księżyce Urana mogą być naprawdę interesujące, że wokół jednej z najbardziej odległych planet w naszym Układzie Słonecznym może znajdować się kilka światów oceanicznych, co jest zarówno ekscytujące, jak i dziwne” – mówi Tom Nordheim z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL).
Miranda wyróżnia się wśród księżyców Układu Słonecznego. Kilka zdjęć wykonanych przez sondę Voyager 2 w 1986 roku pokazuje, że jej południowa półkula (jedyna część, która została uchwycona) jest pełna skarp i obszarów kraterowych. Astronomowie podejrzewają, że te struktury są wynikiem sił pływowych i ogrzewania wewnątrz księżyca.
.Naukowcy z Johns Hopkins University, postanowili ponownie przeanalizować zdjęcia z Voyagera 2 i wyjaśnić zagadkową geologię Mirandy poprzez inżynierię odwrotną cech powierzchni, aby odkryć, jaka musiała być wewnętrzna struktura księżyca, aby ukształtować jego geologię w odpowiedzi na ruchy pływowe. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Planetary Science Journal.
Po pierwszym zmapowaniu różnych cech powierzchni, takich jak pęknięcia, grzbiety i unikalne trapezoidalne wyżyny, badacze opracowali model komputerowy w celu przetestowania kilku możliwych struktur wnętrza księżyca, dopasowując przewidywane wzorce naprężeń do rzeczywistej geologii powierzchni.
Konfiguracja, która dała najlepsze dopasowanie między przewidywanymi wzorcami naprężeń a obserwowanymi cechami powierzchni, wymagała istnienia rozległego oceanu pod lodową powierzchnią księżyca Miranda około 100-500 milionów lat temu. Według badań, ten podpowierzchniowy ocean miał głębokość co najmniej 100 kilometrów i był ukryty pod skorupą lodową o grubości nie większej niż 30 kilometrów. Biorąc pod uwagę, że Miranda ma promień zaledwie 235 kilometrów, ocean wypełniłby prawie połowę ciała księżyca.
.Naukowcy uważają, że siły pływowe między Mirandą a pobliskimi księżycami były kluczem do stworzenia tego oceanu. Te regularne interakcje grawitacyjne mogły być wzmacniane przez rezonanse orbitalne – konfigurację, w której okres każdego księżyca wokół planety jest dokładną liczbą całkowitą okresów pozostałych.
Na przykład księżyce Jowisza Io i Europa mają rezonans 2:1: na każde dwie orbity, które Io wykonuje wokół Gazowego Olbrzyma, Europa wykonuje dokładnie jedną, co prowadzi do sił pływowych, o których wiadomo, że wspierają ocean pod powierzchnią Europy.
Te konfiguracje orbit i wynikające z nich siły pływowe deformują księżyce, prowadząc do tarcia i ciepła, które ogrzewa ich wnętrza. Powoduje to również naprężenia, które objawiają się jako pęknięcia na powierzchni, tworząc szczególne cechy geologiczne. Symulacje numeryczne sugerują, że Miranda i sąsiednie księżyce prawdopodobnie miały taki rezonans w przeszłości – stanowiąc potencjalny mechanizm, który mógł ogrzać wnętrze ciała niebieskiego w celu wytworzenia i utrzymania podpowierzchniowego oceanu.
.W pewnym momencie orbitalny ruch księżyców uległ desynchronizacji, spowalniając proces ogrzewania, tak że wnętrze naturalnego satelity Urana zaczęło się ochładzać i krzepnąć. Jednak astronomowie nie wierzą, że wnętrze księzyca Miranda całkowicie zamarzło. Twierdzą, że gdyby ocean całkowicie zamarzł, rozszerzyłby się i spowodował charakterystyczne pęknięcia na powierzchni, których nie zaobserwowano.
Sugeruje to, że Miranda nadal się ochładza i może mieć ocean pod swoją powierzchnią nawet teraz. Naukowcy uważają, że współczesny możliwy obecny zbiornik jest prawdopodobnie stosunkowo płytki.
Pierwotnie astronomowie nie zakładali, że Miranda będzie miała ocean. Ze względu na jej niewielki rozmiar i zaawansowany wiek, naukowcy uważali, że może być zamarzniętą kulą lodu. Przewidywali, że wszelkie ciepło resztkowe powstałe podczas jej formowania rozproszyło się dawno temu. Jednak założenia dotyczące lodowych księżyców mogą być błędne, czego dowodem jest księżyc Saturna Enceladus.
Przed przybyciem sondy Cassini w 2004 roku wielu badaczy uważało, że Enceladus jest zamarzniętą kulą lodu i skał. W rzeczywistości jednak krył on w sobie globalny ocean i aktywne procesy geologiczne.
„Niewielu naukowców spodziewało się, że Enceladus będzie aktywny geologicznie. Jednak obecnie wyrzuca on parę wodną i lód ze swojej południowej półkuli i jest on obecnie głównym celem w poszukiwaniu życia poza Ziemią” – Alex Patthoff z Johns Hopkins University.
.Jak wskazują astronomowie, Miranda może być podobnym przypadkiem. Jest porównywalna pod względem wielkości i składu do Enceladusa i według badań, może aktywnie uwalniać materiał w przestrzeń kosmiczną. Jeśli księżyc ma (lub nawet miał) ocean, może być przyszłym celem do zbadania możliwości zamieszkania i zdolności do utrzymywania życia.
Oprac. EG
