Coś SZALONEGO wydarzyło się kiedyś na jednym z księżyców Urana – i wreszcie możemy wiedzieć co
Muszę się przyznać: prawie nic nie wiedziałam o Arielu, zanim nie wgłębiłam się w tę historię. Okazuje się, że większość ludzi też nie ma o nim pojęcia. Ale po tym, co przeczytałam? Ta malutka księżycowa kulka krążąca wokół planety nazwanej dosłownie "niebem" (dzięki, grecka mitologia) może być jednym z najbardziej fascynujących miejsc w Układzie Słonecznym.
Ariel – ten nieznany księżyc, którego nikt nie zauważa
Pozwólcie, że wam go przedstawię. Ariel to jeden z 27 znanych księżyców Urana i szczerze mówiąc, nikt go nie zauważa. Kiedy ludzie myślą o księżycach wartych badania, zwykle skupiają się na Europie (obiecującym oceanicznym świecie Jowisza) albo Tytanie (mglistym cudzie węglowodorowym Saturna). Ale Ariel? Ten siedzi sobie spokojnie, w miarę ignorowany, kręcąc się wokół lodowego olbrzyma, który akurat leży na boku.
Ariel ma tylko jakieś 1150 kilometrów średnicy – tyle co odległość z Krakowa do Gdańska. Mimo swojego skromnego rozmiaru coś na tym księżycu nie dawało naukowcom spokoju. Jego powierzchnia jest... dziwna. Bardzo dziwna.
"Widzimy starożytne kratery uderzeniowe tuż obok znacznie młodszych terenów" – wyjaśnia Caleb Strom, niedawny absolwent Uniwersytetu Północnej Dakoty i główny autor nowego badania opublikowanego w Icarus. "Niektóre regiony są niesamowicie gładkie, co sugeruje, że coś je dosłownie wygładziło."
Tym "czymś" może być kriowulkanizm – odpowiednik zwykłego wulkanizmu, tyle że zamiast roztopionej skały te światy wyrzucają wodę, lód i inne lotne materiały. Wyobraźcie sobie, że ziemskie wulkany zamiast lawy serwują nam mrożone koktajle. Dziwne, prawda?
Powierzchnia opowiada historię gwałtownego rozciągania
Oto co naprawdę przykuło moją uwagę: Ariel jest pokryty pęknięciami, grzbietami i czymś, co nazywa się rowami gruntowymi. To w zasadzie fragmenty skorupy, które zapadły się poniżej otaczającego terenu – jakby ktoś chwycił kawałek powierzchni i pozwolił mu utonąć. Niektóre z tych struktur są ogromne, na skalach, które rzadko spotykamy gdzie indziej w Układzie Słonecznym.
Co się więc dzieje? Dlaczego ten relatywnie mały księżyc wygląda, jakby przeszedł przez poważne geologiczne urazy?
Zespół badaczy postanowił to zbadać, budując modele komputerowe. Zasadniczo zadali sobie pytanie: "Co by trzeba zrobić, żeby powstały te masywne pęknięcia?"
Odpowiedź? Naprężenia pływowe – ciągłe rozciąganie i ściskanie, które zachodzi, gdy kształt księżyca deformuje się podczas orbitowania wokół planety. Pomyślcie o tym: kiedy Ariel podróżuje wokół Urana, siły grawitacyjne nie ciągną delikatnie. Aktywnie zniekształcają kształt księżyca, spłaszczając go z niemal kulistego do lekko owalnego i z powrotem, raz za razem.
Brakujący element: głęboki ocean ukryty pod powierzchnią
A tutaj robi się naprawdę interesująco. Badacze ustalili, że aby wyjaśnić pęknięcia, które widzimy dzisiaj, Ariel prawie na pewno musiał mieć jeden kluczowy składnik: ciekłą wodę.
"Aby stworzyć te pęknięcia, musisz mieć albo naprawdę cienką skorupę lodową spoczywającą na naprawdę dużym oceanie, albo orbitę o wyższym mimośrodzie z mniejszym oceanem" – wyjaśnia Alex Patthoff, planetolog z Planetary Science Institute. "Ale tak czy inaczej, potrzebujemy oceanu, żeby w ogóle mogły powstać pęknięcia, które widzimy na powierzchni Ariela."
I nie byle jaki ocean. Modele sugerują, że ten ocean mógł mieć ponad 160 kilometrów głębokości. Żeby to sobie wyobrazić: Pacyfik ma średnio jakieś 4 kilometry głębokości. Mówimy o oceanie mniej więcej 40 razy głębszym niż cokolwiek na Ziemi. Ciśnienie na takich głębokościach byłoby nie do wyobrażenia.
Ale jest twist: żeby tyle ciekłej wody mogło istnieć, orbita Ariela musiała być w przeszłości zupełnie inna.
Księżyc, który kiedyś tańczył bliżej swojej planety
Zespół obliczył, że Ariel mógł kiedyś mieć mimośród orbity około 40 razy większy niż obecnie. "0,04" może brzmieć jak mała liczba, ale w terminologii orbitalnej oznaczałoby to drastyczne wzmocnienie sił pływowych oddziałujących na skorupę Ariela.
To trochę jak różnica między delikatnym szturchnięciem a mocnym uściskiem dłoni. Oba to technicznie "dotykanie", ale jedno robi znacznie więcej "szkód".
W rzeczywistości ta starożytna orbita byłaby około cztery razy bardziej ekscentryczna niż obecna orbita Europy – a Europa jest przecież wzorcowym przykładem pływowego nagrzewania i oceanicznych światów. Jeśli rozciąganie pływowe Europy jest imponujące, starożytne doświadczenia Ariela byłyby na zupełnie innym poziomie.
Przez miliony lat to całe rozciąganie i ściskanie generowałoby ogromne tarcie i ciepło we wnętrzu księżyca. To ciepło mogłoby podtrzymywać rozległy ciekły ocean nawet wtedy, gdy zewnętrzna powierzchnia pozostawałaby zamarznięta.
Zaraz – Uran może mieć DWA oceanicznymi światami?
A tutaj pojawia się coś, co naprawdę mnie zelektryzowało podczas czytania tych badań: to nie jest odosobnione odkrycie. Ten sam zespół opublikował podobne wyniki w ubiegłym roku dla Mirandy, innego księżyca Urana.
"Miranda ma te absolutnie szalone wzory terenu zwane koronami – masywne struktury geologiczne, które wyglądają, jakby ktoś próbował rozerwać powierzchnię, a potem złożyć ją z powrotem, ale nie do końca poprawnie" – wyjaśnia Nordheim. "Nasze modele sugerują, że podobne podpowierzchniowe oceany mogły istnieć na obu księżycach."
Pomyślcie o tym przez chwilę. Mówimy o dwóch oceanicznych światach orbitujących wokół tej samej planety, na zewnętrznych krańcach Układu Słonecznego. Dwóch światach, które mogły hostować rozległe oceany z ciekłą wodą pod swoimi lodowymi skorupami, potencjalnie w tym samym czasie.
Jeśli to się potwierdzi, system uranowy może zawierać najbliższy odpowiednik ziemskich oceanów, jaki znaleźliśmy poza naszą planetą – z tą różnicą, że te oceany są pogrzebane pod kilometrami lodu, całkowicie niewidoczne z powierzchni.
Dlaczego to jest ważne (i dlaczego musimy tam wrócić)
Oto moja ocena: przez dekady obsession koncentrowała się na Marsie i jego potencjalnej przeszłej zamieszkiwalności. Czas poszerzyć horyzonty – dosłownie.
Odkrycie, że podpowierzchniowe oceany mogą być powszechne w zewnętrznym Układzie Słonecznym, nawet wśród stosunkowo małych księżyców, fundamentalnie zmienia nasze rozumienie tego, gdzie potencjalnie mogłoby istnieć życie. To nie są tylko zamrożone skały. To dynamiczne światy z ciekłą wodą, aktywnością geologiczną i (w przypadku Ariela przynajmniej) burzliwymi historiami, które mogły stworzyć warunki niezbędne do zachodzenia interesującej chemii.
Sami badacze ujęli to idealnie: "Musimy po prostu wrócić do systemu Urana i zobaczyć wszystko na własne oczy."
Nie mogę się bardziej zgodzić. Wysłaliśmy sondy do Jowisza, Saturna, a nawet Plutona. Ale Uran? Nie mieliśmy dedykowanej misji od czasów Voyagera 2, który przeleciał obok w 1986 roku – a i tak udało mu się sfotografować tylko południowe półkule głównych księżyców. Północne półkule Ariela i Mirandy pozostają całkowicie nieeksplorowane.
Wyobraźcie sobie, co moglibyśmy tam znaleźć. Więcej pęknięć? Inny teren? Dowody niedawnej aktywności? Predykcje z tego nowego badania mogłyby służyć jako mapa drogowa dla przyszłych eksploracji.
Podsumowanie
Ariel uczy nas czegoś ważnego: nie można oceniać księżyca po jego rozmiarze. Ten mały, bokiem orbitujący świat mógł kiedyś zawierać ocean głębszy niż 160 kilometrów, ukształtowany przez siły grawitacyjne z czasów, gdy tańczył znacznie bliżej Urana.
To przypomnienie, że nasz Układ Słoneczny jest znacznie bardziej dynamiczny i interesujący, niż mu często dajemy kredyt. I to wezwanie do działania: musimy wrócić. Musimy zobaczyć te nieeksplorowane północne półkule. Musimy zrozumieć, co naprawdę wydarzyło się z Arielem – i czy Miranda, lub którykolwiek z innych księżyców Urana, może mieć podobne sekrety pogrzebane pod swoimi powierzchniami.
Wszechświat wciąż nas zaskakuje. Tym razem niespodzianka kryje się w cieniu planety, która nie może się zdecydować, który sposób jest do góry.
Źródło: ScienceDaily