Науковці дослідили замерзлі оксиди вуглецю, що вкривають крижаний супутник Урана Аріель. За припущеннями, вони можуть виходити з океану, що ховається під його поверхнею. Проте до цієї версії ще багато запитань.
Загадка вуглекислого льоду на поверхні Аріель
Поверхня супутника Урана Аріель вкрита значною кількістю вуглекислого льоду, особливо на його «задній півкулі», яка завжди повернута у бік від напрямку орбітального руху місяця. Цей факт викликає здивування, оскільки навіть у найхолодніших місцях системи Урана, а він розташований у 20 разів далі від Сонця, ніж Земля, вуглекислий газ легко перетворюється на газ і втрачається в космосі.
Вчені припускають, що є якесь джерело, звідки вуглекислий газ весь час потрапляє на поверхню Аріель. Дехто вважає, що він утворюється внаслідок взаємодії між поверхнею супутника та зарядженими частинками в магнітосфері Урана в процесі радіолізу, коли молекули розщеплюються під дією іонізуючого випромінювання.
Але нове дослідження, опубліковане 24 липня в The Astrophysical Journal Letters, схиляє шальки терезів на користь альтернативної теорії: вуглекислий газ та інші молекули виходять зсередини Аріель, можливо, навіть з підповерхневого рідкого океану.
Використовуючи космічний телескоп NASA James Webb для збору хімічних спектрів місяця, а потім порівнюючи їх зі спектрами змодельованих хімічних сумішей в лабораторії, дослідницька група під керівництвом Річарда Картрайта з Лабораторії прикладної фізики (APL) імені Джона Гопкінса в Лорелі (штат Мериленд) виявила, що Аріель має одні з найбагатших покладів вуглекислого газу в Сонячній системі, які складають шар приблизно 10 мм завтовшки.
Серед цих відкладень була ще одна загадкова знахідка: перші чіткі сигнали монооксиду вуглецю.
Радіоліз та магнітне поле Урана
За словами Картрайта, радіоліз все ще може бути відповідальним за частину цього поповнення. Лабораторні експерименти показали, що радіаційне бомбардування водяного льоду, змішаного з багатим на вуглець матеріалом, може виробляти як вуглекислий газ, так і монооксид вуглецю. Таким чином, радіоліз може бути джерелом поповнення запасів і пояснити велику кількість обох молекул на «задній півкулі» Аріель.
Але залишається багато питань про магнітосферу Урана і ступінь її взаємодії з супутниками планети. Ще під час прольоту Voyager-2 повз Уран майже 40 років тому вчені підозрювали, що така взаємодія може бути обмеженою, оскільки вісь магнітного поля Урана і площина орбіти його супутників зміщені одна від одної приблизно на 58 градусів. Останні моделі підтвердили це передбачення.
Натомість основна частина оксидів вуглецю може походити з хімічних процесів, які відбувалися (або все ще відбуваються) у водному океані під крижаною поверхнею Аріель, проникаючи або через тріщини у крижаному покриві місяця, або, можливо, навіть через вивержені шлейфи. Щобільше, нові спектральні спостереження натякають на те, що поверхня супутника може також містити карбонатні мінерали — солі, які можуть утворитися лише через взаємодію рідкої води з гірськими породами.
Докази існування підповерхневого океану
Поверхня Аріель вкрита каньйонами, схожими на вирви, перехресними канавками та гладкими плямами, які, як вважають, утворилися внаслідок кріовулканічних виливів, тому дослідники вже запідозрили, що супутник був або все ще може бути активним.
Дослідження 2023 року під керівництвом Яна Коена з APL навіть припустило, що Аріель та/або її супутник Міранда можуть викидати матеріал у магнітосферу Урана, в тому числі, можливо, через шлейфи.
«Усі ці нові знання підкреслюють, наскільки привабливою є система Урана, — сказав Коен. — Незалежно від того, чи йдеться про те, щоб відкрити ключі до того, як сформувалася Сонячна система, краще зрозуміти складну магнітосферу планети або визначити, чи є ці супутники потенційними океанічними світами, багато хто з нас у спільноті планетологів із нетерпінням чекає на майбутню місію з дослідження Урана».
У 2023 році в межах десятирічного огляду «Планетарна наука та астробіологія» спільнота планетологів визначила пріоритетною першу спеціальну місію на Уран, що дає надію на те, що наукова подорож до бірюзового крижаного гіганта вже на горизонті.
За матеріалами phys.org
