|
Под поверхностью Миранды может быть океан
|
|
|
|
Новое исследование предполагает, что спутник Урана Миранда может скрывать под своей поверхностью водный океан, и это открытие опровергает многие предположения об истории и составе Луны и может поставить ее в один ряд с несколькими избранными мирами в нашей Солнечной системе с потенциально пригодной для жизни средой.
|
|
|
|
"Найти свидетельства существования океана внутри такого маленького объекта, как Миранда, невероятно удивительно", - сказал Том Нордхайм, планетолог из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, и соавтор исследования, опубликованного в журнале Planetary Science.
|
|
|
|
"Это помогает развить теорию о том, что некоторые из этих спутников Урана могут быть действительно интересными — что вокруг одной из самых отдаленных планет нашей Солнечной системы может быть несколько океанических миров, что одновременно захватывающе и причудливо".
|
|
|
|
Среди спутников Солнечной системы Миранда выделяется особо. На нескольких снимках, сделанных "Вояджером-2" в 1986 году, видно, что южное полушарие Миранды (единственная часть, которую мы видели) представляет собой похожую на Франкенштейна мешанину изрезанной местности, разделенную неровными уступами и кратерами, как квадраты на одеяле. Большинство исследователей подозревают, что эти причудливые структуры являются результатом действия приливных сил и нагрева внутри Луны.
|
|
|
|
|
|
|
Калеб Стром, аспирант Университета Северной Дакоты, работавший с Нордхаймом и Алексом Паттхоффом из Института планетологии в Аризоне, пересмотрел снимки, сделанные "Вояджером-2". Команда решила объяснить загадочную геологию Миранды, проанализировав особенности поверхности, работая в обратном направлении, чтобы выяснить, какой должна была быть внутренняя структура Луны, чтобы сформировать ее геологию в ответ на воздействие приливов.
|
|
|
|
После первого картографирования различных особенностей поверхности, таких как трещины, гребни и уникальные трапециевидные венцы Миранды, команда разработала компьютерную модель для проверки нескольких возможных структур недр Луны, сопоставив прогнозируемые модели напряжений с реальной геологией поверхности.
|
|
|
|
Установка, которая обеспечила наилучшее соответствие между предсказанными моделями напряжений и наблюдаемыми особенностями поверхности, требовала наличия обширного океана под ледяной поверхностью Миранды около 100-500 миллионов лет назад. Согласно исследованию, глубина этого подземного океана составляла по меньшей мере 62 мили (100 километров), и он был скрыт под ледяной коркой толщиной не более 19 миль (30 километров).
|
|
|
|
Учитывая, что радиус Миранды составляет всего 146 миль (235 километров), океан заполнил бы почти половину поверхности Луны. "Этот результат стал большим сюрпризом для команды", - сказал Стром.
|
|
|
|
Ключом к созданию этого океана, как полагают исследователи, были приливные силы между Мирандой и близлежащими лунами. Эти регулярные гравитационные взаимодействия могут быть усилены орбитальными резонансами — конфигурацией, при которой период обращения каждой луны вокруг планеты равен точному числу периодов обращения других лун.
|
|
|
|
Спутники Юпитера Ио и Европа, например, имеют резонанс 2:1: на каждые две орбиты, которые Ио совершает вокруг Юпитера, Европа совершает ровно одну, что приводит к возникновению приливных сил, которые, как известно, поддерживают океан под поверхностью Европы.
|
|
|
|
Эти орбитальные конфигурации и возникающие в результате приливные силы деформируют спутники, как резиновые мячики, что приводит к трению и нагреву, сохраняющему тепло внутри. Это также создает напряжения, которые растрескивают поверхность, создавая богатую картину геологических особенностей. Численное моделирование показало, что Миранда и ее соседние спутники, вероятно, имели такой резонанс в прошлом, предлагая потенциальный механизм, который мог бы разогреть недра Миранды для образования и поддержания подповерхностного океана.
|
|
|
|
В какой-то момент движение спутников по орбитам рассинхронизировалось, что замедлило процесс нагрева, так что внутренности Луны начали охлаждаться и затвердевать. Но команда исследователей считает, что внутренняя часть Миранды еще не полностью замерзла. Нордхайм объяснил, что если бы океан полностью замерз, он бы расширился и вызвал на поверхности определенные характерные трещины, которых там нет.
|
|
|
|
Это говорит о том, что Миранда все еще охлаждается, и даже сейчас под ее поверхностью может быть океан. Современный океан Миранды, вероятно, относительно тонкий, отметил Стром. "Но предположение об океане внутри одной из самых удаленных лун Солнечной системы примечательно", - сказал он.
|
|
|
|
Предполагалось, что на Миранде не будет океана. Учитывая ее небольшие размеры и возраст, ученые предположили, что это, скорее всего, застывший ледяной шар. Предполагалось, что все остатки тепла, выделявшиеся при ее образовании, давно рассеялись. Но, как отметил Паттхофф, предсказания о ледяных спутниках могут быть ошибочными, о чем свидетельствует спутник Сатурна Энцелад.
|
|
|
|
До прибытия космического аппарата "Кассини" в 2004 году многие ученые считали, что Энцелад представляет собой застывший шар изо льда и камня. Но на самом деле на нем был глобальный океан и происходили активные геологические процессы. "Мало кто из ученых ожидал, что Энцелад будет геологически активен", - сказал Паттхофф. "Однако, пока мы говорим, из его южного полушария выбрасываются водяной пар и лед". Энцелад в настоящее время является главной целью в поисках жизни за пределами Земли.
|
|
|
|
Миранда может быть похожим случаем. По размеру и составу она сравнима с Энцеладом, и, согласно исследованию, проведенному в 2023 году Иэном Коэном из APL, оно может активно выбрасывать вещество в космос. Если на ней есть (или даже когда-то был) океан, она может стать будущей целью для изучения обитаемости и жизни. Однако Нордхайм предупреждает, что мы еще слишком многого не знаем о Миранде и спутниках Урана, чтобы строить предположения о существовании жизни.
|
|
|
|
"Мы не будем знать наверняка, есть ли там океан, пока не вернемся и не соберем больше данных", - сказал он. "Мы собираем последние научные данные, которые можем, из снимков "Вояджера-2". На данный момент мы в восторге от открывшихся возможностей и стремимся вернуться к более глубокому изучению Урана и его потенциальных океанических спутников".
|
|
Раскрываем секреты ледяных спутников Урана
|
|
|
|
Ледяные спутники Урана завораживали ученых с тех пор, как "Вояджер-2" во время своего короткого облета в 1986 году сделал потрясающие снимки и предоставил ценные данные о них. Это последнее исследование, проведенное Калебом Стромом и Томом Нордхеймом из APL, является частью более масштабных усилий APL по раскрытию секретов этих загадочных спутников и необычной планеты, вокруг которой они вращаются:
|
|
|
|
- 2023: Команда, возглавляемая Иэном Коэном из APL, повторно проанализировала данные о частицах и магнитном поле, полученные во время полета "Вояджера-2", и обнаружила, что спутники Урана Ариэль и Миранда, возможно, выбрасывают вещество в космическую среду вокруг Урана, возможно, через шлейфы.
|
|
- 2024: Ричард Картрайт из APL на основе наблюдений спутника Урана Ариэля с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА пришел к выводу, что на Луне может быть подземный океан, который пополняет запасы льда из углекислого газа на поверхности — тема, которую он представил на недавнем собрании Американского астрономического общества.
|
|
|
|
Источник
|
