Podle nové studie mohou Uranovy velké měsíce obsahovat kapalnou vodu

Práce je založena na novém modelování a zkoumá, jak by oceány mohly existovat na nepravděpodobných místech naší Sluneční soustavy. Opětovná analýza dat z kosmické sondy Voyager spolu s novým počítačovým modelováním vedla vědce NASA k závěru, že čtyři největší měsíce Uranu pravděpodobně obsahují vrstvu oceánu mezi svými jádry a ledovou kůrou. Jejich studie je první, která podrobně popisuje vývoj vnitřního složení a struktury všech pěti velkých měsíců: Ariel, Umbriel, Titania, Oberon a Miranda. Práce naznačuje, že čtyři měsíce obsahují oceány, které by mohly být hluboké desítky kilometrů.

Celkem krouží kolem Uranu nejméně 27 měsíců, přičemž čtyři největší sahají od Ariela (průměr 1160 kilometrů) po Titanii, která měří 1580 kilometrů. Vědci se dlouho domnívali, že Titania si vzhledem ke své velikosti bude s největší pravděpodobností zadržovat vnitřní teplo, způsobené radioaktivním rozpadem. Ostatní měsíce byly dříve obecně považovány za příliš malé na to, aby udržely teplo nezbytné k tomu, aby vnitřní oceán nezamrznul; zejména proto, že zahřívání způsobené gravitační přitažlivostí Uranu je pouze menším zdrojem tepla.

V rámci přípravy na kosmickou misi se planetární vědci zaměřují na ledového obra, aby posílili své znalosti o tajemném systému Uranu. Nová práce publikovaná v Journal of Geophysical Research by mohla informovat o tom, jak by budoucí mise mohla zkoumat měsíce, ale článek má také důsledky, které se věnují planetě Uran, řekla hlavní autorka Julie Castillo-Rogez z Laboratoře tryskového pohonu NASA v jižní Kalifornii.

„Pokud jde o malá tělesa – trpasličí planety a měsíce – planetární vědci již dříve našli důkazy o oceánech na několika nepravděpodobných místech, včetně trpasličích planet Ceres a Pluto a Saturnova měsíce Mimas,“ řekla Julie Castillo-Rogez. „Takže ve hře jsou mechanismy, kterým plně nerozumíme.“ Tento dokument zkoumá, co by to mohlo být a jak jsou relevantní pro mnoho těles ve Sluneční soustavě, která mohou být bohatá na vodu, ale mají omezené vnitřní teplo.

Studie přehodnotila poznatky z průletu sondy Voyager 2 kolem Uranu v 80. letech minulého století a z pozemských pozorování. Autoři vytvořili počítačové modely naplněné dalšími poznatky ze sond Galileo, Cassini, Dawn a New Horizons (každý z nich objevil oceánské světy), včetně vhledů do chemie a geologie Saturnova měsíce Enceladus, Pluta a jeho měsíce Charon, a také Ceres – všechna ledová tělesa jsou přibližně stejné velikosti jako měsíce planety Uran.

Výzkumníci použili toto modelování, aby změřili, jak porézní jsou povrchy měsíců a zjistili, že jsou pravděpodobně dostatečně izolovány, aby udržely vnitřní teplo, které by bylo potřeba k zajištění oceánu. Kromě toho našli to, co by mohlo být potenciálním zdrojem tepla ve skalnatých pláštích měsíců, z nichž se uvolňuje horká kapalina a které by pomohly oceánu udržet teplé prostředí – scénář, který je zvláště pravděpodobný pro Titanii a Oberon, kde mohou oceány dokonce být dostatečně teplé, aby potenciálně podporovaly obyvatelnost.

Zkoumáním složení oceánů se vědci mohou dozvědět o materiálech, které by se mohly nacházet i na ledových površích měsíců, v závislosti na tom, zda byly látky pod nimi vytlačeny zespodu geologickou aktivitou. Z teleskopů existují důkazy, že alespoň jeden z měsíců, Ariel, má materiál, který na jeho povrch vytékal, možná z ledových sopek, relativně nedávno.

Ve skutečnosti Miranda, nejvnitřnější a pátý největší měsíc, také hostí povrchové útvary, které se zdají být nedávného původu, což naznačuje, že v určitém okamžiku mohl mít dostatek tepla k udržení oceánu. Nedávné tepelné modelování vedlo k závěru, že je nepravděpodobné, aby Miranda hostila vodu dlouho: příliš rychle ztrácí teplo a pravděpodobně je nyní zamrzlá.

Vnitřní teplo by však nebylo jediným faktorem, který přispívá k podpovrchovému oceánu měsíce. Klíčové zjištění studie naznačuje, že chloridy, stejně jako čpavek, jsou pravděpodobně hojné v oceánech největších měsíců ledového obra. O amoniaku je již dlouho známo, že působí jako nemrznoucí směs. Modelování navíc naznačuje, že soli pravděpodobně přítomné ve vodě by byly dalším zdrojem nemrznoucí směsi, udržující vnitřní oceány těles.

Samozřejmě stále existuje mnoho otázek ohledně velkých měsíců Uranu, řekla Castillo-Rogez a dodala, že je třeba udělat ještě spoustu práce: „Musíme vyvinout nové modely pro různé předpoklady o původu měsíců, aby byly vodítkem plánování budoucích pozorování.“

Zjištění toho, co leží pod a na povrchu těchto měsíců, pomůže vědcům a inženýrům vybrat nejlepší vědecké přístroje k jejich průzkumu. Například stanovení, že mohou být přítomny amoniak a chloridy, znamená, že spektrometry, které detekují sloučeniny na základě odraženého světla, by musely používat rozsah vlnových délek, který pokrývá oba druhy sloučenin.

Podobně mohou tyto znalosti využít k navrhování přístrojů, které mohou sondovat kapalinu v hlubokém nitru. Hledání elektrických proudů, které přispívají k magnetickému poli měsíce, je obecně nejlepším způsobem, jak najít hluboký oceán, jak to udělali vědci z mise Galileo na Jupiterově měsíci Europa. Studená voda ve vnitřních oceánech měsíců, jako jsou Ariel a Umbriel, by však mohla způsobit, že oceány budou méně schopné přenášet tyto elektrické proudy, a představovala by nový druh výzvy pro vědce, kteří se snaží zjistit, co se pod nimi skrývá.

Zdroj: https://www.nasa.gov/feature/jpl/new-study-of-uranus-large-moons-shows-4-may-hold-water

autor: František Martinek