Po latach sprawdzili dane z Voyagera i znaleźli coś niesamowitego w księżycach Urana
Oto przepis na idealną kosmiczną informację. Scenariusz jak w dobrym filmie, potężny Uran, sonda wystrzelona prawie 50 lat temu i woda w stanie ciekłym. Ponowna analiza danych ze statku kosmicznego Voyager, wraz z nowym modelowaniem komputerowym, doprowadziła naukowców z NASA do wniosku, że cztery największe księżyce Urana prawdopodobnie zawierają warstwę płynnego oceanu między ich rdzeniami a lodową skorupą.
Badania naukowców z NASA są pierwszymi, które szczegółowo opisują ewolucję wewnętrznej struktury wszystkich dużych księżyców Urana. Praca sugeruje, że cztery z nich posiadają oceany, które mogą mieć dziesiątki kilometrów głębokości.
Uran to gazowy olbrzym, siódma od Słońca planeta Układu Słonecznego, trzecia pod względem wielkości i czwarta pod względem masy. Jest otoczona przez cztery główne pierścienie i 27 znanych księżyców. Pięć z nich jest dużych i ma średnicę ponad tysiąc kilometrów: Ariel, Umbriel, Tytania, Oberon i Miranda. Największy z nich to Tytania o średnicy 1580 kilometrów. Dla porównania, nasz poczciwy Księżyc ma średnicę 3747 km.
Naukowcy od dawna sądzili, że Tytania, biorąc pod uwagę jej rozmiar, najprawdopodobniej zatrzymuje wewnętrzne ciepło. Inne księżyce były wcześniej uważane za zbyt małe, aby zatrzymać energię niezbędną do ochrony wewnętrznego oceanu przed zamarznięciem.
Słone oceany na orbicie Urana.
Jednak nowa analiza danych z sondy Voyager 2 z lat 80. XX wieku oraz nowe modelowanie komputerowe doprowadziły naukowców z NASA do wniosku, że ocean między swoimi jądrami a lodowymi skorupami posiadają aż cztery z pięciu dużych księżyców Urana. Ich praca jest pierwszą, która szczegółowo opisuje ewolucję wnętrza i struktury wszystkich pięciu dużych księżyców.
Nowe modelowanie pokazuje, że na czterech z głównych księżyców Urana: Arielu, Umbrielu, Tytanii i Oberonie, prawdopodobnie istnieje warstwa oceaniczna. Słone lub solankowe oceany leżą pod lodem i nad warstwami bogatymi w skały. Miranda jest za mała, aby zachować wystarczająco dużo ciepła dla płynnej warstwy oceanicznej.
Naukowcy wykorzystali modelowanie komputerowe, aby ocenić, jak wyglądają powierzchnie księżyców Urana. Stwierdzili, że są one izolacją, która pomaga zatrzymać wewnętrzne ciepło potrzebne do utrzymania wewnątrz płynnego oceanu.
Ponadto odkryli, że źródło ciepła może kryć się w skalistych płaszczach księżyców. Scenariusz ten jest szczególnie prawdopodobny w przypadku Tytanii i Oberona, gdzie oceany mogą być wystarczająco ciepłe, aby potencjalnie wspierać powstanie życia. Istnieją dowody z obserwacji prowadzonych przez teleskop, że co najmniej jeden z księżyców, Ariel, ma materię, która wypłynęła na jego powierzchnię, być może z lodowych wulkanów. I stało się to stosunkowo niedawno.
Ale wewnętrzne ciepło nie byłoby jedynym czynnikiem wpływającym na możliwość istnienia w tak ekstremalnych środowiskach płynnych oceanów. Kluczowe odkrycie w badaniu sugeruje, że w oceanach prawdopodobnie występują obficie chlorki, podobnie jak amoniak. Od dawna wiadomo, że amoniak działa jak środek przeciw zamarzaniu. Podobnie sprawa ma się z solą.
Przed nami wciąż wiele do odkrycia
Wyniki badania zostały opublikowane w Journal of Geophysical Research i mogą pomóc w planowaniu przyszłej misji do Urana, która została wysoko oceniona przez Narodową Akademię Nauk. Autorzy artykułu wykorzystali dodatkowe dane z misji Galileo, Cassini, Dawn i New Horizons (które odkryły światy oceaniczne), w tym informacje o chemii i geologii księżyca Saturna Enceladusa, Plutona i jego księżyca Charona oraz karłowatej planety Ceres - wszystkie lodowe ciała o rozmiarze zbliżonym do księżyców Urana.
Jeśli chodzi o małe ciała - planety karłowate i księżyce - planetolodzy znaleźli wcześniej dowody na istnienie oceanów w kilku nieprawdopodobnych miejscach, w tym na planetach karłowatych Ceres i Pluto oraz księżycu Saturna Mimas. W grę wchodzą więc mechanizmy, których nie do końca rozumiemy
- mówi Julie Castillo-Rogez z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Południowej Kalifornii, która jest głównym autorem badania.
Jak dowiedzieć się więcej o tych fascynujących światach? Naukowcy mają nadzieję wysłać kiedyś misję do Urana, która mogłaby zbadać jego księżyce z bliska. Taka misja mogłaby wykorzystać radar do penetrowania lodu i mapowania oceanów lub lądownik do pobierania próbek z powierzchni. Może nawet znaleźć się tam jakiś rodzaj życia?
Na razie jednak musimy polegać na danych z sondy Voyager 2 i teleskopów naziemnych oraz kosmicznych. Te narzędzia pozwalają nam odkrywać coraz więcej o tym niezwykłym układzie planetarnym i jego lodowych księżycach.
Sonda Voyager 2
Sonda Voyager 2 to sonda kosmiczna wysłana przez NASA w 1977 roku, aby zbadać zewnętrzne planety i przestrzeń międzygwiezdną poza heliosferą Słońca. Voyager 2 spełnił swój główny cel misji odwiedzając system Jowisza w 1979 roku, system Saturna w 1981 roku, system Urana w 1986 roku i system Neptuna w 1989 roku.
Sonda jest teraz na swojej przedłużonej misji badania przestrzeni międzygwiezdnej. Działa od 45 lat, 8 miesięcy i 14 dni (stan na 5 maja 2023 r.) 19 kwietnia 2023 r. osiągnęła odległość 133,03 jednostek astronomicznych od Ziemi. Sonda opuściła heliosferę Słońca i porusza się przez ośrodek międzygwiezdny, region przestrzeni kosmicznej poza wpływem Układu Słonecznego, dołączając do Voyagera 1, który dotarł do ośrodka międzygwiezdnego w 2012 roku. Voyager 2 zaczął dostarczać pierwszych bezpośrednich pomiarów gęstości i temperatury plazmy międzygwiezdnej.
