Супутник Урана Міранда відомий як світ дивовижних крижаних скель. Нові дослідження привели вчених до думки, що глибоко під скелями може ховатися океан.
Дослідження супутника Урана Міранди
Нове дослідження припускає, що супутник Урана Міранда може містити під своєю поверхнею водний океан. Цей висновок кидає виклик багатьом припущенням про історію та склад цього небесного тіла і може поставити його в один ряд з небагатьма обраними світами в нашій Сонячній системі з потенційно придатним для життя середовищем.
«Знайти докази існування океану всередині такого маленького об’єкта, як Міранда, неймовірно дивно», — говорить Том Нордхайм, планетолог з Лабораторії прикладної фізики Джона Хопкінса (APL) в Лорелі (штат Мериленд) і співавтор дослідження, опублікованого в журналі The Planetary Science Journal.
Це дослідження допомагає розвинути версію про те, що деякі з супутників Урана можуть бути дійсно цікавими. Навколо однієї з найвіддаленіших планет нашої Сонячної системи може існувати кілька океанських світів, що є одночасно захопливим і химерним.
Міранда виділяється серед супутників Сонячної системи. На кількох знімках, зроблених Voyager-2 у 1986 році, видно, що її південна півкуля (єдина частина, яку ми бачили) — це мішанина крижаних скель, що утворюють жолобчастий рельєф, порізаний нерівними уступами та кратерами, наче квадрати на ковдрі. Більшість дослідників підозрюють, що ці химерні структури є результатом припливних сил і нагрівання місяця.
Калеб Стром, аспірант Університету Північної Дакоти, який працював із Нордхаймом та Алексом Паттхоффом з Інституту планетарних наук в Аризоні, переглянув знімки Voyager-2. Команда вирішила пояснити загадкову геологію Міранди шляхом зворотного проєктування особливостей поверхні, працюючи у зворотному напрямку, щоб з’ясувати, якою мала бути внутрішня структура супутника, щоб сформувати його геологію у відповідь на приливні сили.
Підповерхневий океан та будова супутника Урана
Після першого картографування різних особливостей поверхні, таких як тріщини, хребти та унікальна трапецієподібна корона Міранди, команда розробила комп’ютерну модель для тестування кількох можливих структур надр місяця, зіставивши передбачені моделі напружень із реальною геологією поверхні.
Налаштування, яке забезпечило найкращу відповідність між прогнозованими структурами напружень і спостережуваними особливостями поверхні, вимагало існування величезного океану під крижаною поверхнею Міранди приблизно 100–500 млн років тому. Згідно з дослідженням, глибина цього підповерхневого океану становила щонайменше 100 км, а товщина крижаної кори не перевищувала 30 км.
Враховуючи, що Міранда має радіус лише 235 км, океан заповнив би майже половину тіла місяця. «Цей результат став великою несподіванкою для команди», — сказав Стром.
Дослідники вважають, що ключовим фактором у створенні цього океану були приливні сили між Мірандою та сусідніми супутниками. Ці регулярні гравітаційні буксири можуть бути посилені орбітальними резонансами — конфігурацією, коли період обертання кожного супутника навколо планети є точним цілим числом періодів інших супутників.
Орбітальний вплив на надра Міранди
Наприклад, супутники Юпітера Іо та Європа мають резонанс 2:1: на кожні дві орбіти Іо навколо Юпітера Європа робить рівно одну, що призводить до виникнення приливних сил, які, як відомо, підтримують океан під поверхнею Європи.
Ці орбітальні конфігурації і, як наслідок, приливні сили деформують супутники, як гумові м’ячі, що призводить до тертя і тепла, які підтримують тепло всередині. Це також створює напруження, які розтріскують поверхню, створюючи багатий гобелен геологічних особливостей. Чисельне моделювання припускає, що Міранда та її сусідні супутники, ймовірно, мали такий резонанс у минулому, пропонуючи потенційний механізм, який міг розігріти надра Міранди, щоб створити й підтримувати підземний океан.
У якийсь момент орбітальний балет місяців десинхронізувався, сповільнивши процес нагрівання так, що надра місяця почали охолоджуватися і застигати. Але команда вважає, що надра Міранди ще не повністю замерзли. Якби океан повністю замерз, він би розширився і спричинив певні помітні тріщини на поверхні, яких там немає.
Схожі випадки у Сонячній системі
Океану на Міранді не передбачалося. Зважаючи на його малий розмір і старий вік, вчені вважали, що це, швидше за все, замерзла куля льоду. Вважалося, що залишки тепла від його утворення давно розсіялися. Але, як зазначає Паттхофф, прогнози щодо крижаних супутників можуть бути хибними, про що свідчить супутник Сатурна Енцелад.
До прибуття космічного апарата Cassini у 2004 році багато науковців вважали Енцелад замерзлою кулею льоду та скелі. Але насправді він приховував у собі глобальний океан і активні геологічні процеси. «Мало хто з учених очікував, що Енцелад буде геологічно активним, — каже Паттхофф. — Зараз цей супутник є головною мішенню у пошуках життя за межами Землі».
Міранда може бути схожим випадком. Вона порівняна за розміром і складом з Енцеладом і, згідно з дослідженням 2023 року, проведеним під керівництвом Яна Коена з APL, може активно викидати матеріал у космос. Якщо Міранда має океан, він може стати майбутньою ціллю для вивчення придатності до життя. Однак Нордхайм застерігає, що ми ще багато не знаємо про Міранду та супутники Урана, щоб робити припущення щодо існування життя.
«Ми не знатимемо напевно, чи є там океан, доки не повернемося і не зберемо більше даних», — каже він. — Ми витискаємо останню наукову інформацію зі знімків Voyager-2. Наразі ми натхненні можливостями та прагнемо повернутися, щоб глибше вивчити Уран і його потенційні супутники-океани».
За матеріалами phys.org
