4 спутника Урана могут иметь подповерхностные океаны

Новое исследование крупнейших спутников Урана показывает, что четыре из них могут содержать воду. Работа также показывает, как океаны могут существовать в маловероятных местах нашей Солнечной системы.

Об этом рассказывают в Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Южной Калифорнии, передают OstanniPodii.com.

Повторный анализ данных от космического аппарата "Вояджер" и новое компьютерное моделирование позволили ученым НАСА прийти к выводу, что четыре крупнейших спутника Урана вероятно содержат океанический слой между ядрами и ледяной корой. Их исследование является первым, в котором подробно описывается эволюция внутреннего состава и структуры всех пяти крупных спутников: Ариэля, Умбриэля, Титании, Оберона и Миранды. Результаты работы свидетельствуют о том, что на четырех из этих спутников есть океаны, глубина которых может достигать десятков километров.

Всего вокруг Урана вращается по меньшей мере 27 спутников, с четырьмя крупнейшими -- от Ариэля, имеющего 1160 километров в поперечнике, до Титании с 1580 км в поперечнике. Ученые давно считали, что Титания, учитывая ее размеры, скорее всего имеет внутреннее тепло, вызванное радиоактивным распадом. Другие спутники ранее считались слишком маленькими для удержания тепла, необходимого для незамерзания внутреннего океана, с учетом того, что нагрев, вызванный гравитационным притяжением Урана, является лишь незначительным источником тепла.

Изучение Урана является приоритетной задачей в проекте Национальных академий, который на следующие 10 лет должен определить основные миссии среднего и большого класса и другие инициативы для планетарных наук и астробиологии. В рамках подготовки к такой миссии ученые-планетологи уделяют особое внимание ледяному гиганту с целью расширения своих знаний о загадочной системе Урана. По словам ведущего автора Джули Кастильо-Рогез из JPL, новая работа, опубликованная в Journal of Geophysical Research, не только может предоставить информацию для исследования спутников будущей миссией, но также имеет последствия, которые выходят за пределы Урана.

Новое моделирование показывает, что на четырех крупных спутниках Урана вероятно существует океанический слой. Это: Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Соленые океаны лежат подо льдом и поверх слоев богатой водой породы и сухой породы. Миранда слишком мала, чтобы удерживать достаточно тепла для океанического слоя. Credit: NASA/JPL-Caltech

"Когда речь идет о малых телах -- карликовых планетах и спутниках -- ученые-планетологи ранее находили доказательства существования океанов в нескольких маловероятных местах, включая карликовые планеты Цереру и Плутон, а также спутник Сатурна Мимас", - сказала она. "Значит, существуют механизмы, которые мы не до конца понимаем. В этой работе исследуется, какими они могут быть и как они связаны со многими телами в Солнечной системе, которые могут быть богаты водой, но имеют ограниченное внутреннее тепло".

В исследовании были повторно рассмотрены результаты пролета Урана аппаратом "Вояджер-2" в 1980-х годах и данные наземных наблюдений. Авторы построили компьютерные модели с учетом дополнительных данных, полученных с помощью космических аппаратов Галилео, Кассини, Рассвет и Новые горизонты (каждый из которых обнаружил океанические миры), включая сведения о химии и геологии спутников Сатурна Энцелада, Плутона и его спутника Харона, а также Цереры -- ледяных тел примерно такого же размера, как и уранские спутники.

Что находится выше и ниже

Исследователи использовали это моделирование для определения степени пористости поверхности уранских спутников и пришли к выводу, что они, скорее всего, достаточно изолированы, чтобы сохранять внутреннее тепло, необходимое для существования океана. Кроме того, исследователи обнаружили, что может быть потенциальный источник тепла в каменистых мантиях спутников, который высвобождает горячую жидкость и помог бы океану поддерживать теплую среду -- сценарий, который особенно вероятен для Титании и Оберона, где океаны могут даже быть достаточно теплыми, чтобы потенциально поддерживать жизнепригодность.

Узнать о составе океанов ученые могут и по материалам, которые возможно найти на ледяных поверхностях спутников -- если вещества, находящиеся под поверхностью, вытолкнуты наверх геологической активностью. Телескопы показывают, что по крайней мере один из спутников, Ариэль, имеет материал, который относительно недавно попал на его поверхность возможно из ледяных вулканов.

На Миранде, самом внутреннему и пятому по величине спутнике, также есть особенности поверхности, которые видимо имеют недавнее происхождение, что позволяет предположить, что на ней когда-то было достаточно тепла для существования океана. Недавнее тепловое моделирование показало, что на Миранде вряд ли долго сохранялась вода: она слишком быстро теряет тепло и, скорее всего, уже замерзла.

Но внутреннее тепло не является единственным фактором, способствующим существованию подповерхностного океана на спутнике. Ключевой вывод исследования предполагает, что хлориды, а также аммиак, вероятно в изобилии присутствуют в океанах крупнейших спутников ледяного гиганта. Давно известно, что аммиак действует как антифриз. Кроме того, моделирование предполагает, что соли, вероятно присутствующие в воде, будут еще одним источником антифриза, поддерживая в телах внутренние океаны.

Конечно, остается еще много вопросов о больших спутниках Урана, отметила Кастильо-Рогез, добавив, что впереди еще много работы: "Нам нужно разработать новые модели для различных предположений о происхождении спутников, чтобы планировать будущие наблюдения".

Изучение того, что находится под и на поверхности этих спутников, поможет ученым и инженерам выбрать лучшие научные приборы для их исследования. Например, если определить, что на поверхности могут присутствовать аммиак и хлориды, то спектрометры, которые определяют соединения по отраженному свету, должны использовать диапазон длин волн, охватывающий оба вида соединений.

Аналогичным образом, они могут использовать эти знания для разработки приборов, способных исследовать глубинные недра на наличие жидкости. Поиск электрических токов, создающих магнитное поле спутника, обычно является лучшим способом обнаружения глубокого океана, как это сделали ученые миссии "Галилео" на спутнике Юпитера -- Европе. Однако холодная вода во внутренних океанах таких спутников, как Ариэль и Умбриэль, может сделать океаны менее способными проводить эти электрические токи и создать новую проблему для ученых, пытающихся выяснить, что находится под ними.

.