Ariel może posiadać podpowierzchniowy ocean. Co to oznacza?

Niedawne obserwacje z wykorzystaniem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba sugerują, że pod powierzchnią Ariela, jednego z księżyców Urana, może znajdować się ukryty ocean.

ArielAriel
Źródło zdjęć: © NASA, JPL, CC0

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba astronomowie zebrali widma emisyjne z Ariela i porównali je z widmami symulowanych w laboratorium mieszanin chemicznych. To pokazało, że księżyc ten ma bogate złoża dwutlenku węgla. To intrygujące, bo w mroźnych rejonach Układu Słonecznego, gdzie krąży Uran - 20 razy dalej od Słońca niż Ziemia - dwutlenek węgla łatwo zamienia się w gaz i ucieka w przestrzeń kosmiczną. To z kolei oznacza, że jakiś proces musi dostarczać CO2 na powierzchnię Ariela.

Do tej pory największą popularnością cieszyła się koncepcja, że interakcje między powierzchnią księżyca a naładowanymi cząsteczkami w magnetosferze Urana tworzą dwutlenek węgla poprzez proces zwany radiolizą. Jednak nowe badania, które ukazały się na łamach "The Astrophysical Journal Letters" (DOI: 10.3847/2041-8213/ad566a) wskazują, że dwutlenek węgla oraz inne cząsteczki wydostają się z wnętrza księżyca być może z podpowierzchniowego oceanu.

Ariel

Ariel jest zaliczany do pięciu największych księżyców Urana. Wokół lodowego olbrzyma krąży 28 naturalnych satelitów. Przynajmniej o tylu wiemy. 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).

Ariel został odkryty razem z Umbrielem w 1851 r. przez Williama Lassella. Jego nazwa została zaczerpnięta z dwóch różnych dzieł literackich - ze sztuki Williama Szekspira "Burza" oraz poematu "Pukiel porwany" Alexandra Pope’a. W 1986 r. przelatując w okolicy Urana sonda Voyager II wykonała zdjęcia Ariela i są to jak do tej pory jedyne fotografie w wysokiej rozdzielczości księżyca, jakimi dysponujemy. Zdjęcia te pokazały pokrytą kraterami powierzchnię Ariela oraz głębokie i długie wąwozy.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Badacze uważają, że Ariel składa się z lodu oraz materiałów skalnych. Jego powierzchnia jest stosunkowo młoda i wykazuje oznaki aktywności geologicznej napędzanej najprawdopodobniej przez ogrzewanie pływowe. W badaniach opublikowanych w ubiegłym roku uznano, że na księżycu tym może znajdować się woda.

Urana w Układzie Słonecznym wyróżnia jego oś obrotu, która jest mocno nachylona. Jego bieguny leżą tam, gdzie większość planet ma równik. Ariel okrąża Urana w płaszczyźnie równikowej, która jest prawie prostopadła do orbity planety.

Podpowierzchniowy ocean

Pierwiastki chemiczne i cząsteczki pochłaniają i emitują światło o charakterystycznych długościach fal, pozostawiając indywidualne "odciski palców" na widmach emisyjnych. Przy pomocy teleskopu Webba zespół badawczy kierowany przez Richarda Cartwrighta z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory zebrał widma księżyca, co pozwoliło szczegółowo ustalić jego skład chemiczny. Porównanie tego z symulowanymi widmami z mieszanki chemicznej przygotowanej w laboratorium na Ziemi ujawniło, że Ariel ma jedne z najbogatszych w dwutlenek węgla złóż w Układzie Słonecznym. Co więcej, w widmach uczeni znaleźli sygnatury chemiczne tlenku węgla.

- Nie powinno go tam być. Trzeba zejść do 30 kelwinów (minus 233 stopni Celsjusza – przyp. red.), zanim tlenek węgla stanie się stabilny - powiedział Cartwright. Tymczasem średnia temperatura powierzchni Ariela jest wyższa o ok. 18 stopni Celsjusza. - Tlenek węgla musi być aktywnie uzupełniany, bez wątpienia – dodał badacz.

Cartwright przyznał, że radioliza może odpowiadać za część tego uzupełniania. Eksperymenty laboratoryjne wykazały, że bombardowanie radiacyjne lodu wodnego zmieszanego z materiałem bogatym w węgiel może wytwarzać zarówno dwutlenek węgla, jak i tlenek węgla. Jednakże obserwacje z przelotu sondy Voyager II oraz inne niedawne odkrycia sugerują, że interakcje stojące za radiolizą mogą być ograniczone, ponieważ oś pola magnetycznego Urana i płaszczyzna orbity jego księżyców są przesunięte względem siebie o ok. 58 stopni.

Naukowcy uznali, że większość tlenków węgla może pochodzić z procesów chemicznych zachodzących w podpowierzchniowym oceanie. Związki te przedostają się na powierzchnię Ariela najpewniej przez pęknięcia w lodowej skorupie księżyca. Co więcej, nowe obserwacje sugerują, że powierzchnia Ariela może również zawierać minerały węglanowe, które mogą powstawać tylko poprzez interakcję ciekłej wody ze skałami.

Źródło: Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, Space.com, fot. NASA/ JPL/ CC0

Wybrane dla Ciebie
Muzyka generowana przez AI zastępuje artystów. Sklepy w Belgii unikają opłat
Muzyka generowana przez AI zastępuje artystów. Sklepy w Belgii unikają opłat
Muchomory modne na Instagramie? Toksykolog: eksperymenty mogą zabić
Muchomory modne na Instagramie? Toksykolog: eksperymenty mogą zabić
Sekret rosyjskiego Su-57 poznany. Oto co pomieści w swoim wnętrzu
Sekret rosyjskiego Su-57 poznany. Oto co pomieści w swoim wnętrzu
Fascynujące odkrycie na Tytanie. To prawdziwe wyzwanie dla chemików
Fascynujące odkrycie na Tytanie. To prawdziwe wyzwanie dla chemików
Pocisk manewrujący Ragnarök pokazany. To długie ramię dla "Walkirii"
Pocisk manewrujący Ragnarök pokazany. To długie ramię dla "Walkirii"
Już kupowali z Zachodu. Nagle zwrot akcji. Wybrali myśliwiec z Chin
Już kupowali z Zachodu. Nagle zwrot akcji. Wybrali myśliwiec z Chin
Są starsze niż piramidy w Gizie. Natura stworzyła je w Alpach
Są starsze niż piramidy w Gizie. Natura stworzyła je w Alpach
Wysłał żonie zdjęcie. Niedługo później spadła na niego bomba
Wysłał żonie zdjęcie. Niedługo później spadła na niego bomba
Najstarsza "chłodnia" świata. Ma ponad 1400 lat
Najstarsza "chłodnia" świata. Ma ponad 1400 lat
Gigant opuszcza Polskę. Miał u nas ważną misję
Gigant opuszcza Polskę. Miał u nas ważną misję
Polacy przyjrzeli się wojnie. Kopiują rozwiązanie z Ukrainy
Polacy przyjrzeli się wojnie. Kopiują rozwiązanie z Ukrainy
"Klucz do sukcesu". Według Ukraińca znajduje się w powietrzu
"Klucz do sukcesu". Według Ukraińca znajduje się w powietrzu
ZANIM WYJDZIESZ... NIE PRZEGAP TEGO, CO CZYTAJĄ INNI! 👇