Ещё один спутник Урана может иметь подлёдный океан

Добро утро дорогие подписчики! Астрономы из США провели глубокий анализ снимков, сделанных АМС Voyager-2 в отдаляющимся от нас всё дальше 1986 году во время его пролёта мимо Урана. В результате они выяснили, что Миранда — небольшой спутник Урана, известный своим богатым ландшафтом, может содержать огромные запасы жидкой воды.

Ранее считалось, что Миранда слишком мала для того, чтобы на ней мог существовать подледный океан, учитывая её диаметр в 471 км и температуру поверхности, сравнимую с температурой жидкого азота. Однако, как оказалось, всё не так просто.

Миранда — одна из самых удалённых от Земли лун Солнечной системы. Вместе со своей планетой Ураном она находится на расстоянии до трёх миллиардов километров от Солнца, что в 20 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Температура поверхности этого спутника Урана варьируется от -213 до -189°С. Это означает, что во время местной зимы даже азот становится твёрдым, а летом, напротив, может испаряться. Однако, маловероятно, чтобы на столь маленьком объекте было значительное количество азота. Считается, что поверхность Миранды состоит из водяного льда, возможно, с примесями аммиака.

Кто-то считает Миранду уродливым спутником. Но мы так не думаем. Во-первых, красота — понятие относительное и меняющееся по разным причинам. А во-вторых, поверхность Миранды — её «фишка».

Обычно тело диаметром менее 500 км практически лишено геологической активности, так как быстро остывает. После этого его поверхность покрывается множеством кратеров от падающих астероидов. Однако на Миранде почти нет равнин. Большая часть 700 тысяч квадратных километров спутника покрыта сложным рельефом: трещинами, разломами, долинами, кратерами, хребтами, углублениями, скалами, террасами и внутренними полостями, образующими пещеры!

Некоторые регионы этого необычного спутника старые и невыразительные, они испещрены многочисленными ударными кратерами. Другие регионы пересечены сложными переплетениями хребтов и уступов и покрыты прямоугольными или яйцевидными системами светлых и тёмных полос. Миранда — один из немногих спутников в Солнечной системе, обладающих венцами — своеобразными кольцевыми или овальными деталями поверхности. Некоторые венцы простираются до 300 километров. Также на поверхности Миранды находится высочайший утёс в Солнечной системе — Уступ Верона, обрыв которого уходит вниз на 20 километров, что делает его одной из высочайших вершин Солнечной системы из ныне известных науке.?

Возможно, когда-нибудь человечество научится отправлять пилотируемые экспедиции к другим планетам Солнечной системы. Для этого, помимо создания более мощных двигателей и новых систем передвижения, людям, вероятно, придётся изменить свою биологию. Это может быть киборгизация или что-то ещё, поскольку космическая радиация может быть смертельной для космических путешественников, да и мышцы могут атрофироваться при длительном полёте. Миранда может стать одним из самых интересных мест для таких экспедиций. Здесь можно будет прогуляться, попрыгать с самой высокой горы (притяжение на Миранде очень слабое) и насладиться красотами Урана.?

Очевидно, что такая сложная поверхность не могла образоваться без геологической активности. Причиной её считали приливный разогрев от взаимодействия Миранды с Ураном и другими его спутниками. Однако авторы новой научной работы пошли дальше и попытались построить компьютерную модель, воспроизводящую из наборов случайных параметров зафиксированную «Вояджером-2» картину южного полушария Миранды.

Моделирование дало непротиворечивые результаты только при одном и весьма экзотическом сценарии. Мешанина сложных геологических черт поверхности оказалась совместима лишь с наличием у Миранды подповерхностного океана. Моделирование показало, что он мог образоваться, только если в прошлом у этого спутника был орбитальный резонанс с каким-то из других спутников Урана, например с Ариэль (диаметр 1162.2 км, она намного крупнее своей соседки). Орбита Ариэль лежит примерно на 60 тыс. км дальше от Урана, чем у Миранды. Орбитальным резонансом астрономы называют ситуацию, когда два или более небесных тела имеют периоды вращения, соотносящиеся как, например, один к двум (возможны и другие натуральные числа).

Как легко догадаться, при орбитальном резонансе в определённых точках орбиты небесные тела регулярно «встают друг напротив друга». Следовательно, сила гравитационного взаимодействия между ними то резко возрастает (в момент противостояния), то резко падает. Это, с одной стороны, стабилизирует их орбиты, с другой — серьёзно деформирует оба тела приливными взаимодействиями.

В случае Миранды такая деформация серьёзно разогревала её недра. Расчёты показали, что глубина его глобального подледного океана была около 100 км ещё 100-500 млн. лет назад. При этом толщина ледяной коры над океаном не превышала 30 километров. То есть небольшой по объёму спутник располагал водоёмом с общим объёмом намного больше, чем у самого крупного из земных морей.

Причем океан этот в основном не замёрз даже в нашу эпоху, когда орбитальный резонанс у Миранды и других спутников Урана уже разладился. Если бы его замерзание произошло, поверхность спутника покрылась бы серьёзными трещинами при расширении, ведь лёд по объёму больше жидкой воды, а таких трещин на Миранде нет.

В настоящее время в Солнечной системе известно как минимум полтора десятка карликовых планет и спутников, на которых, предположительно, существуют подледные океаны. Возможно, в ближайшем будущем мы посвятим им отдельную статью.

Среди спутников Урана и до открытия Миранды были известны другие, на которых могут находиться подобные океаны. Например, Ариэль, более крупный спутник, на поверхности которого были обнаружены следы извержений криовулканов, произошедших сравнительно недавно. Также считается, что океаны могут находиться в недрах Титании и Оберона, двух других крупных спутников Урана.

Новое исследование, посвящённое Миранде, свидетельствует о том, что в системе Урана существует как минимум четыре таких объекта. Подобные образования вызывают интерес учёных, поскольку подледные океаны могут обладать условиями, благоприятными для зарождения жизни. Например, на спутнике Сатурна Энцеладе и на спутнике Юпитера Европе из трещин бьет солёная вода, содержащая органические молекулы.

Считается, что солёная вода, богатая органикой, послужила основой для возникновения жизни и на Земле.Думаю вы поняли, на что учёные намекают.

Источник: iopscience.iop.org