Вчені досі занадто мало знають про супутники Урана. Цілком можливо, що в їхніх глибинах криються океани рідкої води. Недавно дослідники створили програму, яка здатна знайти їх за відхиленнями у русі цих тіл.
Заплановані місії до Урана
Коли Voyager-1 пролетів повз Уран у 1986 році, він зробив зернисті фотографії великих, вкритих льодом супутників. Тепер, майже 40 років потому, NASA планує відправити до Урана ще один космічний апарат, цього разу з інструментами, що допоможуть з’ясувати, чи приховують ці крижані супутники океани з рідкою водою.
Місія все ще перебуває на ранній стадії планування. Але дослідники з Інституту геофізики Техаського університету (UTIG) готуються до неї, створюючи нову комп’ютерну модель, яка може бути використана для виявлення океанів під льодом за допомогою лише камер космічного апарата.
Це дослідження важливе, оскільки вчені не знають, який метод виявлення океанів буде найкраще працювати на Урані. Науковці хочуть знати, чи є там рідка вода, оскільки саме вона — ключовий інгредієнт для життя.
Коливання супутника планети та виявлення океанів
Нова комп’ютерна модель працює, аналізуючи невеликі коливання або коливання того, як Місяць обертається на орбіті своєї материнської планети. Звідси можна буде обчислити, скільки води, льоду та каміння міститься всередині. Менші коливання означають, що Місяць переважно твердий, тоді як більші — що крижана поверхня плаває в океані рідкої води. У поєднанні з гравітаційними даними модель обчислює глибину океану, а також товщину льоду, що його покриває.
Уран, разом із Нептуном, належить до класу планет, які називають крижаними гігантами. Астрономи виявили більше крижаних гігантських тіл за межами Сонячної системи, ніж будь-який інший тип екзопланет. Якщо виявиться, що супутники Урана мають внутрішні океани, це може означати, що по всій Галактиці існує величезна кількість потенційно придатних для життя світів, говорить планетолог UTIG Дуг Гемінгвей, який розробив модель.
Дослідження UTIG, опубліковане в журналі Geophysical Research Letters, допоможе вченим та інженерам місії підвищити шанси на виявлення океанів. UTIG є дослідницьким підрозділом Школи геонаук Джексона при Техаському університеті в Остіні.
Усі великі супутники Сонячної системи, включно з Ураном, є приливно-відливними. Це означає, що гравітація підлаштувала їхній спін так, що вони завжди повернуті до батьківської планети однією й тією ж стороною під час руху орбітою. Однак це не означає, що їхній спін повністю фіксований і всі приливно-відливні супутники коливаються вперед-назад під час руху орбітою. Визначення ступеня цих коливань буде ключем до розуміння того, чи є на супутниках Урана океани, і якщо так, то наскільки великими вони можуть бути.
Місяці з рідким водним океаном, що хлюпочеться всередині, коливатимуться сильніше, ніж ті, що є твердими наскрізь. Утім, навіть найбільші океани спричиняють лише незначні коливання — обертання Місяця може відхилятися лише на кілька сотень футів, коли він рухається своєю орбітою.
Цього все ще достатньо для виявлення космічними апаратами, що пролітають повз. До речі, раніше цей метод уже використовувався для підтвердження того, що супутник Сатурна Енцелад має внутрішній глобальний океан.
Як космічний апарат виявлятиме океан на супутнику?
Щоб з’ясувати, чи спрацює цей метод на Урані, Гемінгвей провів теоретичні розрахунки для п’яти його супутників і запропонував низку правдоподібних сценаріїв. Наприклад, якщо супутник Урана Аріель коливається на 300 футів, то, ймовірно, він має океан глибиною 100 миль, оточений крижаним панциром завтовшки 20 миль.
Виявлення менших океанів означатиме, що космічному апарату доведеться підлетіти ближче, або оснастити його більш потужними камерами. Але модель дає розробникам місії логарифмічну лінійку, щоб знати, що спрацює, каже доцент UTIG Кріста Содерлунд.
Наступним кроком, за словами Гемінгвея, буде розширення моделі за рахунок включення вимірювань інших інструментів, щоб побачити, як вони покращують картину інтер’єрів місяця. Стаття в журналі була написана у співавторстві з Френсісом Німмо з Каліфорнійського університету в Санта-Крузі.
За матеріалами phys.org
