Mimas, księżyc Saturna może posiadać podziemny ocean

Księżyc Saturna Mimas, posiada niezwykle ekscentryczną orbitę, która mogła doprowadzić do tego, że lodowa skorupa na jego powierzchni stopiła się przez co powstał młody podziemny ocean.

„W naszej poprzedniej pracy odkryliśmy, że aby Mimas mógł być światem oceanicznym, w przeszłości musiał mieć znacznie grubszą lodową skorupę. Ponieważ jednak ekscentryczność orbity księżyca była w przeszłości jeszcze większa, możliwość przejścia od grubego lodu do cieńszego była dla nas mniej zrozumiała. W nowym badaniu wykazaliśmy, że istnieje możliwość, dzięki której skorupa lodowa może się obecnie zmniejszać i poprzez ogrzewanie pływowe na księżycu mógł powstać ocean, bardzo młody pod względem geologicznym” – mówi Matthew E. Walker z Planetary Science Institute.

Badanie dotyczące tego, że Mimas może posiadać na swojej powierzchni ocean, zatytułowane „The evolution of a young ocean within Mimas”, ukazało się w czasopiśmie Earth and Planetary Science Letters.

Alyssa Rose Rhoden z Southwest Research Institute jest głównym autorem.

„Ekscentryczność orbity jest tym, co napędza ogrzewanie pływowe. Obecnie jest ona bardzo wysoka w porównaniu z innymi aktywnymi księżycami oceanicznymi, takimi jak sąsiedni Enceladus. Uważamy, że ogrzewanie pływowe jest źródłem ciepła odpowiedzialnym za obecne zmniejszenie się skorupy lodowej na Mimasie. Ogrzewanie pływowe nie jest jednak darmową energią, więc gdy topi skorupę, wyciąga energię z orbity, co zmniejsza ekscentryczność, aż w końcu cały układ może się zrównoważyć” – zaznacza Walker.

Zdaniem astronomów, początek topnienia musiał nastąpić, gdy ekscentryczność orbity Mimasa była dwa do trzech razy większa od obecnej wartości. Zmniejszająca się skorupa lodowa w ciągu ostatnich 10 milionów lat ewolucji księżyca jest zgodna z poznaną geologią.

„Kiedy myślimy o światach oceanicznych, nie widzimy na nich wielu kraterów, ponieważ środowisko jest odnawiane i ostatecznie je wymazuje, jak Europa lub południowy biegun Enceladusa. Kształt, centralny szczyt i niezakłócone wnętrze krateru Herschel wymagają, aby skorupa musiała być grubsza w przeszłości, kiedy Herschel się uformował. Aby uzyskać morfologię krateru, którą obserwujemy dziś, skorupa musiała mieć co najmniej 55 kilometrów, gdy uderzył w nią meteoryt” – tłumaczy Walker.

„Kratery mogą dostarczyć wskazówek co do obecności oceanu i grubości lodowej skorupy poprzez swoją morfologię – taką jak stosunek średnicy krateru do jego głębokości oraz istnienie centralnego szczytu” – dodaje naukowiec.

Jak zaznaczają astronomowie, Mimas ma promień nieco poniżej 200 kilometrów. Grubość zewnętrznej hydrosfery, składającej się z lodu i cieczy, naukowcy szacują na około 70 kilometrów. Obecne badacze zakładają, że grubość skorupy lodowej wynosi od 20 do 30 kilometrów, w oparciu o precesję (ruch obrotowy osi obracającego się ciała) lub węższy zakres od 24 do 31 kilometrów z pomiarów libracji (lekkie chybotanie w tempie rotacji księżyca, które powoduje, że wydaje się on kiwać), a ocean najpewniej znajduje się między lodem a skalistą powierzchnią księżyca.  

Emil Gołoś