|
Оксиды углерода на Ариэле намекают на скрытый океан
|
|
|
|
Поверхность спутника Урана Ариэля покрыта значительным количеством льда из углекислого газа, особенно в его "задней полусфере", которая всегда обращена в сторону от направления орбитального движения Луны. Этот факт вызывает удивление, потому что даже в холодных уголках системы Урана — в 20 раз дальше от Солнца, чем Земля, — углекислый газ легко превращается в газ и улетучивается в космос.
|
|
|
|
Ученые предположили, что что-то поставляет углекислый газ на поверхность Ариэля. Некоторые придерживаются идеи, что взаимодействие между поверхностью Луны и заряженными частицами в магнитосфере Урана приводит к образованию углекислого газа в результате процесса, называемого радиолизом, при котором молекулы расщепляются ионизирующим излучением.
|
|
|
|
Но новое исследование, опубликованное 24 июля в Astrophysical Journal Letters, склоняет чашу весов в пользу альтернативной теории — что углекислый газ и другие молекулы появляются изнутри Ариэля, возможно, даже из подповерхностного жидкого океана.
|
|
|
|
Используя космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба для сбора химических спектров Луны и последующего сравнения их со спектрами смоделированных химических смесей в лаборатории, исследовательская группа под руководством Ричарда Картрайта из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, обнаружила, что в Ариэле содержится больше всего углекислого газа.- богатые отложения в Солнечной системе, толщина которых на заднем полушарии Луны составляет, по оценкам, 10 миллиметров (0,4 дюйма) или более.
|
|
|
Среди этих отложений была обнаружена еще одна загадочная находка: первые четкие признаки присутствия угарного газа.
|
|
|
|
"Его там просто не должно быть. Температура должна опуститься до 30 градусов по Кельвину [минус 405 градусов по Фаренгейту], прежде чем окись углерода стабилизируется", - сказал Картрайт. Температура поверхности Ариэля, тем временем, в среднем на 65 градусов выше. "Без сомнения, количество угарного газа должно было бы активно пополняться".
|
|
|
|
Он добавил, что радиолиз все еще может быть частично ответственен за это пополнение запасов. Лабораторные эксперименты показали, что при радиационной бомбардировке водяного льда, смешанного с материалом, богатым углеродом, может образовываться как углекислый газ, так и монооксид углерода. Таким образом, радиолиз может обеспечить источник пополнения запасов и объяснить обилие обеих молекул в задней полусфере Ariel.
|
|
|
|
Но остается много вопросов о магнитосфере Урана и степени ее взаимодействия со спутниками планеты. Даже во время облета Урана "Вояджером-2" почти 40 лет назад ученые подозревали, что такое взаимодействие может быть ограничено, поскольку ось магнитного поля Урана и плоскость орбит его спутников смещены друг относительно друга примерно на 58 градусов. Недавние модели подтвердили это предположение.
|
|
|
|
Вместо этого основная часть оксидов углерода может образовываться в результате химических процессов, которые происходили (или все еще происходят) в водном океане под ледяной поверхностью Ариэля, и выходить наружу либо через трещины в ледяной поверхности Луны, либо, возможно, даже через эруптивные шлейфы.
|
|
|
|
Более того, новые спектральные наблюдения указывают на то, что поверхность Ариэля также может содержать карбонатные минералы — соли, которые могут образовываться только в результате взаимодействия жидкой воды с горными породами.
|
|
|
|
"Если наша интерпретация этого карбонатного образования верна, то это довольно важный результат, потому что это означает, что он должен был образоваться в недрах земли", - сказал Картрайт. "Это то, что нам абсолютно необходимо подтвердить либо с помощью будущих наблюдений, моделирования, либо с помощью какой-либо комбинации методов".
|
|
|
|
Поскольку поверхность Ариэля покрыта глубокими каньонами, пересекающимися бороздками и гладкими пятнами, которые, как полагают, являются следами извержений криовулканов, исследователи уже заподозрили, что Луна была или все еще может быть активной.
|
|
|
|
Исследование, проведенное в 2023 году Иэном Коэном из APL, даже предположило, что Ариэль и/или его спутник-сестра Миранда могут испускать материал в магнитосферу Урана, в том числе, возможно, через шлейфы.
|
|
|
|
"Все эти новые открытия подчеркивают, насколько привлекательной является система Урана", - сказал Коэн. "Независимо от того, нужно ли нам раскрыть секреты формирования Солнечной системы, лучше понять сложную магнитосферу планеты или определить, являются ли эти спутники потенциальными океаническими мирами, многие из нас, представителей планетарного научного сообщества, действительно с нетерпением ждут будущей миссии по исследованию Урана".
|
|
|
|
В 2023 году, в рамках своего десятилетнего обзора планетологии и астробиологии, сообщество планетологов определило приоритетность первой специальной миссии к Урану, что вселило надежду на то, что научное путешествие к бирюзовому ледяному гиганту уже не за горами.
|
|
|
|
Картрайт рассматривает это как возможность собрать ценные данные о ледяных гигантах Солнечной системы и их потенциально океанообразующих спутниках, которые могут быть использованы для изучения миров, обнаруживаемых в других звездных системах.
|
|
|
|
Но это также шанс, наконец, получить конкретные ответы, которые можно получить, только находясь в системе. Например, большинство обнаруженных бороздок Ariel — предполагаемых отверстий внутри — находятся на задней стороне. Если углекислый газ и монооксид углерода каким-то образом просачиваются через эти канавки, это может послужить альтернативным объяснением того, почему их гораздо больше на задней стороне "Ариэля".
|
|
|
|
"Это небольшая натяжка, потому что мы просто не видели большую часть поверхности Луны", - предупредил Картрайт. "Вояджер-2" за время своего короткого облета запечатлел лишь около 35% поверхности Ариэля. "Мы просто не узнаем этого, пока не проведем более тщательные наблюдения", - сказал он.
|
|
|
|
Источник
|
