Dôkazy o vnútornom oceáne na malom Saturnovom mesiaci

  • Marcel Škreka | 28 Február 2022
    Slnečná sústava
Vedkyňa zo Southwest Research Institute zistila, že malý Saturnov mesiac Mimas (vľavo) má so svojím väčším susedom Enceladom (vpravo) pravdepodobne niečo spoločné: vnútorný oceán pod hrubou ľadovou škrupinou. Mimas, ktorý sme pokladali za zamrznutý satelit, je teraz považovaný za svet s vnútorným oceánom. Tento objav by mohol výrazne rozšíriť počet potenciálne obývateľných svetov. Kredit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Objav by mohol odhaliť novú triedu svetov s vnútorným oceánom.

Najvnútornejší mesiac Saturnu Mimas bol považovaný za zamrznutý nečinný satelit. Vedkyňa zo Southwest Research Institute sa však rozhodla dokázať, že v jeho vnútri sa ukrýva tekutý oceán. V posledných dňoch misie Cassini identifikovala kozmická sonda zvláštnu osciláciu v rotácii mesiaca (libráciu), ktorá často poukazuje na geologicky aktívne teleso s vnútorným oceánom.

„Ak má Mimas oceán, predstavuje novú triedu malých svetov so „skrytým“ oceánom, ktorých povrchy jeho existenciu vôbec neprezrádzajú,“ povedala Dr. Alyssa Rhoden zo SwRI, špecialistka na geofyziku ľadových satelitov, najmä tých, ktoré obsahujú oceány a na vývoj systémov satelitov obrích planét.

Jedným z dôležitých objavov v planetárnej vede za posledných 25 rokov je, že svety s oceánmi pod vrstvami skál a ľadu sú v slnečnej sústave bežné. Takéto svety zahŕňajú ľadové satelity veľkých planét, ako je Európa, Titan a Enceladus, ako aj vzdialené trpasličie planéty, akou je Pluto. Svety s povrchovými oceánmi, medzi ktoré patrí aj Zem, sa musia nachádzať v úzkom rozsahu vzdialeností od svojich hviezd, kde sú teploty vhodné pre vytvorenie oceánov. Svety s vnútorným oceánom sa však nachádzajú v oveľa širšom rozsahu vzdialeností, čo značne rozširuje počet potenciálne obývateľných svetov.

„Pretože povrch Mimasu je nahusto pokrytý krátermi, mysleli sme si, že je to len zamrznutý kus ľadu. Povrchy svetov s vnútorným oceánom, ako je to napríklad na Encelade a Europe, majú tendenciu byť rozpukané a vykazujú aj iné známky geologickej aktivity. Ukázalo sa, že povrch Mimasu nás oklamal a naše nové chápanie značne rozšírilo definíciu potenciálne obývateľných svetov v slnečnej sústave a mimo nej.“

Slapové procesy premieňajú orbitálnu a rotačnú energiu mesiaca na teplo v jeho vnútri. Z vnútornej štruktúry Mimasu odvodenej z jeho librácie vyplýva, že slapový ohrev tu musí byť dostatočne veľký, aby oceán nezamrzol, ale súčasne dostatočne malý, aby si udržal hrubú ľadovú škrupinu. Pomocou modelov slapového ohrevu tím vyvinul numerické metódy na vysvetlenie stabilnej ľadovej škrupiny s hrúbkou 22 až 32 km nad tekutým oceánom.

„Keď vytvárame tieto modely, väčšinou ich musíme doladiť, aby sme vytvorili to, čo pozorujeme. Tentokrát vyšiel dôkaz o vnútornom oceáne práve z najrealistickejších scenárov stabilnej ľadovej vrstvy a pozorovaných librácií."

Tím tiež zistil, že tok tepla z povrchu bol veľmi citlivý na hrúbku ľadovej vrstvy, čo je možné zmerať prístrojmi na sonde. Napríklad sonda Juno má podľa plánu letieť okolo Európy a pomocou svojho mikrovlnného rádiometra merať tepelné toky z tohto Jupiterovho mesiaca. Tieto údaje umožnia vedcom pochopiť, ako ovplyvňuje tepelný tok ľadové škrupiny oceánskych svetov, ako je Mimas. Obzvlášť to bude zaujímavé v blízkej budúcnosti, lebo na rok 2024 je naplánovaný štart sondy Europa Clipper.

„Aj keď naše výsledky podporujú prítomnosť oceánu na Mimase v súčasnosti, je náročné zosúladiť orbitálne a geologické charakteristiky mesiaca s naším súčasným chápaním jeho tepelno-orbitálneho vývoja. Posunutie Mimasu do pozície mesiaca s oceánom by otestovalo modely jeho vzniku a vývoja. To by nám pomohlo lepšie pochopiť Saturnove prstence a stredne veľké mesiace, ako aj rozšíriť počet potenciálne obývateľných mesiacov s oceánom, najmä pri Uráne. Mimas je výborným cieľom na ďalšie skúmanie.“