Ariel, księżyc Urana, mógł posiadać niezwykle głęboki ocean

Naukowcy wskazują, że Ariel, księżyc Urana, mógł posiadać pod swoją lodową powierzchnią niezwykle głęboki ocean. Badanie tego odległego świata pomaga lepiej poznać naturalne satelity gazowych olbrzymów.

Jak tłumaczą astronomowie, coraz więcej dowodów wskazuje na to, że pod lodową powierzchnią księżyca Urana, Ariela, kryje się ocean. Naukowcy z University of North Dakota, Planetary Science Institute i Johns Hopkins University przyjrzeli się bliżej temu ciału niebieskiemu, żeby lepiej rozumieć co kryje się w jego wnętrzu i sam ocean ewoluował. Odkryli, że mógł on kiedyś mieć głębokość ponad 170 kilometrów – dla porównania, średnia głębokość Oceanu Spokojnego wynosi 4 kilometry. Naukowcy nie są pewni, jak dawno temu mógł istnieć ten głęboki ocean. Jednak ich analizy mogą pomóc lepiej zrozumieć zachowanie oceanów znajdujących się na ciałach niebieskich zewnętrznego Układu Słonecznego. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Icarus”.

„Ariel jest dość wyjątkowy wśród lodowych księżyców” – mówi Alex Patthoff z Planetary Science Institute.

Ariel jest najjaśniejszym i drugim najbliższym księżycem Urana, jego średnica wynosi zaledwie 1159 km, co czyni go czwartym co do wielkości księżycem orbitującym planetę. Zdaniem astronomów, ma bardzo stare cechy geologiczne, takie jak kratery, jak również bardzo młode, takie jak gładki teren, który prawdopodobnie powstał w wyniku kriowulkanizmu (erupcji cieczy lub pary, złożonej z wody lub innych substancji, które są zamrożone w temperaturze panującej normalnie na powierzchni lodowego ciała niebieskiego). Zdaniem badaczy posiada pęknięcia, grzbiety i grabeny – skorupę wskazującą na aktywność oceanu podpowierzchniowego – w skali większej niż prawie gdziekolwiek indziej w Układzie Słonecznym.

Astronomowie chcieli lepiej zrozumieć dawną strukturę wewnętrzną i ekscentryczność – stopień odchylenia orbity ciała niebieskiego od idealnego okręgu – które byłyby potrzebne do wytworzenia cech, które dziś Ariel posiada na swojej powierzchni. Właściwości te mogły wpływać na to, jak duże naprężenia mogły być wywierane na zewnętrzną warstwę lodu, powodując jej pękanie pod wpływem siły grawitacji, gdy mały księżyc okrążał gazowego olbrzyma.

„Najpierw sporządziliśmy mapę większych struktur widocznych na powierzchni, a następnie za pomocą programu komputerowego stworzyliśmy model naprężeń pływowych wywołanych siłą grawitacji, na powierzchni, które powstają poprzez spłaszczanie Ariela, gdy zbliża się on i oddala od Urana, orbitując planetę. Łącząc model z tym, co widzimy na powierzchni, możemy wyciągać wnioski na temat przeszłej ekscentryczności księżyca i głębokości oceanu” – tłumaczy Alex Patthoff.

Astronomowie odkryli, że w przeszłości Ariel musiał mieć ekscentryczność wynoszącą około 0,04. Jest to wartość około 40 razy większa od obecnej. Chociaż może nie być to duża wartość, mogła ona wzmocnić skutki naprężeń pływowych, a orbita po jakiej poruszał się Ariel byłaby czterokrotnie bardziej ekscentryczna niż księżyca Jowisza, Europy, na którego siły te bardzo mocno wpływają. Jednak dla oka taka orbita nadal przypominałaby okrąg.

„Aby powstały te pęknięcia, musiała istnieć albo bardzo cienka warstwa lodu na bardzo dużym oceanie, albo większa ekscentryczność i mniejszy ocean. Ale tak czy inaczej, potrzebny byłyby ocean, aby powstały pęknięcia, które posiada Ariel” – podkreśla Alex Patthoff.

W poprzednim badaniu, naukowcy przyjrzeli się innemu z księżyców Urana, Mirandzie, odkryli, że przeszłość ukształtowania powierzchni tego ciała niebieskiego była niezwykle podobna do tej, co udało im się ustalić w kwestii Ariela.

„Znajdujemy dowody na to, że układ Uranu może skrywać dwa bliźniacze światy oceaniczne. Niestety, mogliśmy tylko obserwować południowe półkule Ariela i Mirandy. Jednak nasze wyniki pozwalają nam przewidzieć, co przyszłe sondy kosmiczne będą mogły zobaczyć na jeszcze nie uchwyconych północnych półkulach księżyców, np. lokalizację pęknięć i grzbietów” – podsumowuje Tom Nordheim z Johns Hopkins University.

Emil Gołoś