Подповерхностный океан имеется у четырёх спутников Урана

Подповерхностный океан
Вероятно, четыре основных спутника Урана: Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон имеют подповерхностный океан. Авторы и права: NASA / JPL-Caltech.

Пять больших спутников Урана – Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон – являются важными целями для будущих миссий космических аппаратов. Изучение этих тел поможет определить степень обитаемости во внешней Солнечной системе. Чтобы мотивировать и обосновать исследование этих спутников, учёные смоделировали их внутреннюю эволюцию, современные физические структуры, а также геохимические и геофизические признаки, которые могут быть измерены космическими зондами. Они предсказали, что если спутники сохранили жидкость до настоящего времени, то она, вероятно, сформирует подповерхностный океан толщиной менее 30 километров на Ариэле, Умбриэле и менее 50 километров на Титании и Обероне.

По крайней мере, 27 спутников вращаются вокруг Урана, причём диаметры четырёх самых больших спутников располагаются в пределах от 1160 километров (Ариэль) до 1580 километров (Титания).

Учёные-планетологи давно считали, что Титания, учитывая её размер, скорее всего, будет сохранять внутреннее тепло, обусловленное наличием радиоактивного распада.

Другие спутники ранее считались слишком маленькими, чтобы удерживать тепло, необходимое для предотвращения замерзания внутреннего океана, особенно потому, что нагрев, создаваемый гравитационным притяжением Урана, является лишь незначительным источником тепла.

“Наша работа должна предоставить информацию о том, как будущая миссия может исследовать спутники”, – сказала доктор Джули Кастильо-Рогез, исследователь из Лаборатории реактивного движения НАСА.

Когда дело доходит до малых тел – карликовых планет и спутников – планетологи ранее находили доказательства существования океанов в нескольких маловероятных местах, включая карликовые планеты Церера и Плутон, а также спутник Сатурна Мимас.

Таким образом, действуют механизмы, которые мы не до конца понимаем. В новой статье исследуется, что это может быть и как они связаны со многими телами в Солнечной системе, которые могут быть богаты водой, но имеют ограниченное внутреннее тепло.

В своём исследовании учёные пересмотрели результаты облётов Урана космическим аппаратом “Вояджер-2” в 1980-х годах и результаты наземных наблюдений.

Они построили компьютерные модели, дополненные новыми данными, полученными в ходе миссий НАСА “Галилео”, “Кассини”, “Рассвет” и “Новые горизонты”, включая информацию о химии и геологии спутника Сатурна Энцелада, Плутона и его спутника Харона, а также Цереры – ледяных тел примерно того же размера, что и спутники Урана.

Исследователи использовали это моделирование, чтобы оценить, насколько пористыми являются поверхности спутников Урана, и обнаружили, что они, вероятно, достаточно изолированы, чтобы удерживать внутреннее тепло, необходимое для существования океана.

Кроме того, они обнаружили то, что может быть потенциальным источником тепла в каменистых мантиях спутиков, которые выделяют горячую жидкость и помогают океану поддерживать тёплую среду – сценарий, который особенно вероятен для Титании и Оберона, где океаны могут даже быть достаточно тёплым, чтобы потенциально поддерживать обитаемость.

Миранда, самый внутренний и пятый по величине спутник, содержит особенности поверхности, которые, по-видимому, имеют недавнее происхождение, что позволяет предположить, что в какой-то момент своей истории она могла удерживать достаточно тепла, чтобы иметь подповерхностный океан.

Термическое моделирование показало, что Миранда вряд ли долго хранила воду: она слишком быстро теряет тепло и, вероятно, сейчас полностью замёрзла. Но внутреннее тепло не будет единственным фактором, влияющим на подповерхностный океан спутника. Ключевой вывод исследования предполагает, что хлориды, а также аммиак, вероятно, в изобилии содержатся в океанах крупнейших спутников ледяного гиганта. Давно известно, что аммиак действует как антифриз.

Кроме того, моделирование предполагает, что соли, которые, вероятно, присутствуют в воде, будут ещё одним источником антифриза, поддерживая внутренние океаны спутников.

“Конечно, остаётся много вопросов о больших спутниках Урана”, – сказал доктор Кастильо-Рогез.

Предстоит ещё много работы. Нам нужно разработать новые модели для различных предположений о происхождении спутников, чтобы направлять планирование будущих наблюдений.

Оставьте комментарий