Księżyce Urana pod lupą. Może znajdować się na nich woda w stanie ciekłym

Informacje zebrane przez sondę Voyager wciąż pozwalają na nowe odkrycia. Badacze z NASA dokonali ponownej analizy starych danych, tym razem wykorzystując nowoczesne techniki modelowania komputerowego. Dzięki temu udało się ustalić, że na czterech z pięciu największych księżyców Urana może występować woda w stanie ciekłym. Oceany mają znajdować się między lodowymi skorupami a jądrami naturalnych satelitów gazowego olbrzyma.

Uran to siódma planeta Układu Słonecznego. Jest gazowym olbrzymem, choć czasem naukowcy określają Urana, jak i Neptuna, mianem lodowych olbrzymów. To ze względu na to, że atmosfera tych planet, składająca się przede wszystkim z wodoru i helu, zawiera więcej zamrożonych substancji lotnych niż większe gazowe olbrzymy.

Uran jest najzimniejszą planetą w Układzie Słonecznym. Minimalna temperatura wynosi tam minus 224 st. Celsjusza. Poza najzimniejszą atmosferą Urana wyróżnia także jego oś obrotu, która jest mocno nachylona i znajduje się niemal w płaszczyźnie orbity planety. Dlatego jego bieguny leżą tam, gdzie większość planet w Układzie Słonecznym ma równik.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Uran posiada system pierścieni oraz liczne księżyce. W sumie wokół Urana krąży przynajmniej 27 naturalnych satelitów. Pięć największych nosi nazwy Tytania (średnica ok. 1578 km), Oberon (średnica ok. 1522 km), Umbriel (średnica ok. 1169 km), Ariel (średnica ok. 1158 km) i Miranda (średnica ok. 471 km). Nowe odkrycia sugerują, że na czterech z nich mogą występować oceany o głębokości dziesiątek kilometrów.

Naukowcy od dawna uważali, że ze względu na duże rozmiary Tytanii, może ona zatrzymywać wewnętrzne ciepło, a co za tym idzie, może występować na niej płynny ocean. Inne księżyce były wcześniej powszechnie uważane za zbyt małe, aby znajdowała się na nich ciecz. Jak jednak wynika z nowych analiz, woda może znajdować także na Arielu, Oberonie i Umbrielu. Z największych naturalnych satelitów Urana tylko Miranda nie posiada warunków sprzyjających występowaniu życiodajnej cieczy.

Opis i rezultaty badań opublikowano w czasopiśmie "Journal of Geophysical Research: Planets".

W niedługim czasie naukowcy chcą wysłać sondę, która ma dokładniej przyjrzeć się Uranowi. Przygotowując się do takiej misji, badacze już teraz skupiają swoją uwagę na planecie, aby pogłębić swoją wiedzę na temat tajemniczego układu Urana. - Nowa praca może dostarczyć informacji o tym, w jaki sposób przyszła misja może badać księżyce planety. Ale artykuł ma również implikacje wykraczające poza Urana – przekonuje główna autorka pracy Julie Castillo-Rogez z NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii.

- Jeśli chodzi o planety karłowate i księżyce, to naukowcy już wcześniej znaleźli dowody na obecność oceanów w kilku nieprawdopodobnych miejscach, w tym na planecie karłowatej Ceres, czy księżycu Saturna Mimasie. Istnieją więc mechanizmy zatrzymywania ciepła, które nie do końca rozumiemy. W naszej pracy sprawdzamy, czym mogą one być i jaki mają związek z innymi ciałami w Układzie Słonecznym – tłumaczy Castillo-Rogez.

W badaniu ponownie przeanalizowano dane zebrane podczas przelotów sondy Voyager 2 obok Urana w latach 80. XX wieku oraz z nowszych obserwacji naziemnych. Autorzy zbudowali modele komputerowe z dodatkowymi informacjami o wodzie odkrytej na innych ciałach niebieskich, jak np. na księżycu Saturna Enceladusie, czy Plutonie.

Dzięki nowym modelom badacze ocenili, że powierzchnia dużych księżyców Urana zapewnia wystarczającą izolację dla zatrzymania wewnętrznego ciepła, a co za tym idzie, występowania wody w stanie ciekłym. Istnieją dowody na aktywność geologiczną na Arielu, gdzie stosunkowo niedawno jakaś materia wypłynęła na powierzchnię, być może z lodowych gejzerów.

Kluczowe nie jest jednak utrzymanie wewnętrznego ciepła przez księżyce. Badanie sugeruje, że w podpowierzchniowych oceanach występują obficie chlorki, sole i amoniak, które prawdopodobnie działają jak skuteczne środki przeciw zamarzaniu.

- Oczywiście nadal istnieje wiele pytań dotyczących dużych księżyców Urana – mówi Castillo-Rogez. - Musimy opracować nowe modele dla różnych założeń dotyczących pochodzenia księżyców, w celu zaplanowania przyszłych obserwacji – wyjaśnia.

Zrozumienie tego, co znajduje się pod i na powierzchni tych księżyców, pomoże naukowcom i inżynierom wybrać najlepsze instrumenty badawcze dla przyszłych misji oraz zaprojektować takie urządzenia, które będą mogły sprawdzić, czy głęboko pod lodową skorupą faktycznie znajduje się woda w stanie ciekłym.