Czy księżyce Urana kryją w sobie oceany?
Kiedy Voyager 2 przeleciał obok w 1986 roku, potwierdził, że księżyce Urana są pokryte lodem. Po prawie 40 latach, NASA planuje wysłać kolejną sondę kosmiczną, która sprawdzi, czy kryją one oceany ciekłej wody.
Misja jest wciąż na wczesnym etapie planowania. Ale naukowcy z University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) przygotowują się do niej, budując nowy model komputerowy, który mógłby zostać wykorzystany do wykrycia oceanów pod lodem przy użyciu samych kamer statku kosmicznego. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
Badacze nie wiedzą, która metoda sprawdzi się i pomoże potwierdzić, że księżyce Urana, kryją pod swoimi lodowymi powierzchniami oceany. Naukowcy chcą dowiedzieć się, czy występuje tam woda w stanie ciekłym, ponieważ jest ona kluczowym składnikiem życia.
Nowy model komputerowy działa poprzez analizę małych oscylacji – lub chybotania – w sposobie, w jaki księżyc obraca się wokół swojej planety macierzystej. Na tej podstawie astronomowie mogą obliczyć, ile zawiera wody, lodu i skał. Mniejsze chybotanie oznacza, że jest on w większości stały, podczas gdy duże oznacza, że lodowa powierzchnia unosi się na oceanie ciekłej wody. W połączeniu z danymi grawitacyjnymi, model może określić głębokość oceanu, a także grubość pokrywającego go lodu.
Uran, wraz z Neptunem, należy do klasy planet zwanych lodowymi olbrzymami. Astronomowie wykryli więcej tego typu globów poza Układem Słonecznym niż jakiegokolwiek innego rodzaju egzoplanet. Jeśli okaże się, że księżyce Urana mają wewnętrzne oceany, może to oznaczać, że w całym Wszechświecie istnieje ogromna liczba potencjalnie przyjaznych dla życia światów, powiedział Doug Hemingway, naukowiec planetarny z UTIG, który opracował model.
„Odkrycie oceanów ciekłej wody, które mogą skrywać księżyce Urana zmieniłoby nasze myślenie o zakresie, w jakim może istnieć życie” – podkreśla Doug Hemingway z University of Texas.
Wszystkie duże księżyce w Układzie Słonecznym, w tym te okrążające Urana, są zablokowane tidalnie – oznacza to, że grawitacja dopasowała ich obrót tak, że ta sama strona jest zawsze skierowana w stronę planety macierzystej podczas orbitowania. Nie oznacza to, że ich spin jest całkowicie stały, a wszystkie księżyce zablokowane tidalnie oscylują w przód iw tył podczas orbitowania. Zdaniem astronomów, określenie zakresu wahań będzie kluczem do ustalenia czy księżyce Urana zawierają oceany, a jeśli tak, to jak duże mogą one być.
Księżyce z ciekłymi oceanami wodnymi będą chwiać się bardziej niż te, które są zbudowane w większej części z ciał stałych. Jednak, jak zaznaczają badacze, nawet największe oceany będą generować tylko niewielkie chybotania: obrót księżyca może odchylić się zaledwie o kilkadziesiąt metrów podczas podróży orbitalnej.
To wciąż wystarczająco dużo, by przelatująca sonda kosmiczna mogła to wykryć. W rzeczywistości technika ta została wcześniej wykorzystana do potwierdzenia, że księżyc Saturna Enceladus ma wewnętrzny ocean.
Aby dowiedzieć się, czy ta sama technika zadziałałaby w przypadku księżyców Urana, naukowcy wykonali teoretyczne obliczenia dla pięciu jego naturalnych satelitów i opracowali szereg prawdopodobnych scenariuszy. Na przykład, jeśli jeden z księżyców, Ariel chwieje się o około 90 metrów, to prawdopodobnie ma ocean o głębokości 160 kilometrów otoczony lodową skorupą o grubości 32 kilometrów. Wykrycie mniejszych oceanów będzie wymagało tego, żeby sonda zbliżyła się do nich na mniejszą odległość lub była wyposażona w kamery o większej mocy.
Emil Gołoś
