Uranüs’ün sallanan uyduları uzay aracının gizli okyanusları aramasına yardımcı olabilir

NASA’nın Voyager 2’si 1986’da Uranüs’ün yanından uçtuğunda büyük buzla kaplı uyduların grenli fotoğraflarını çekti. Şimdi neredeyse 40 yıl sonra NASA, Uranüs’e bu kez buzlu ayların sıvı su okyanuslarını saklayıp saklamadığını görecek donanıma sahip başka bir uzay aracı göndermeyi planlıyor.

Misyon hâlâ erken planlama aşamasındadır. Ancak Teksas Üniversitesi Jeofizik Enstitüsü’ndeki (UTIG) araştırmacılar, yalnızca uzay aracının kameralarını kullanarak buzun altındaki okyanusları tespit etmek için kullanılabilecek yeni bir bilgisayar modeli oluşturarak buna hazırlanıyorlar.

Araştırma önemlidir çünkü bilim adamları Uranüs’te hangi okyanus tespit yönteminin en iyi şekilde çalışacağını bilmiyorlar. Bilim insanları orada sıvı su olup olmadığını bilmek istiyor çünkü bu yaşam için önemli bir bileşen.

Yeni bilgisayar modeli, ayın ana gezegeninin etrafında dönerken dönme şeklindeki küçük salınımları (ya da yalpalamaları) analiz ederek çalışıyor. Buradan içeride ne kadar su, buz ve kaya bulunduğunu hesaplayabiliyor. Daha az yalpalama, ayın çoğunlukla katı olduğu anlamına gelirken, büyük bir yalpalama, buzlu yüzeyin sıvı su okyanusunda yüzdüğü anlamına gelir. Yerçekimi verileriyle birleştirildiğinde model, okyanusun derinliğinin yanı sıra üstteki buzun kalınlığını da hesaplıyor.

Uranüs, Neptün ile birlikte buz devleri adı verilen gezegenler sınıfındadır. Gökbilimciler, güneş sistemimizin dışında, diğer herhangi bir ötegezegen türünden daha fazla buz devi büyüklüğünde cisim tespit etti. Modeli geliştiren UTIG gezegen bilimcisi Doug Hemingway, eğer Uranüs’ün uydularının iç okyanusları bulunursa, bunun galakside çok sayıda potansiyel olarak yaşam barındıran dünyalar olduğu anlamına gelebileceğini söyledi.

“Uranüs’ün uyduları içindeki sıvı su okyanuslarını keşfetmek, yaşamın var olabileceği çeşitli olasılıklar hakkındaki düşüncelerimizi dönüştürecektir” dedi.

UTIG araştırması, yayınlandı dergide Jeofizik Araştırma Mektuplarıgörev bilim adamlarının ve mühendislerin okyanusları tespit etme şanslarını artırmalarına yardımcı olacak. UTIG, Austin’deki Texas Üniversitesi’ndeki Jackson Yer Bilimleri Okulu’nun bir araştırma birimidir.

Uranüs’ünki de dahil olmak üzere güneş sistemindeki tüm büyük aylar gelgit açısından kilitlenmiştir. Bu, yerçekiminin dönüşleriyle eşleştiği ve böylece yörüngedeyken her zaman aynı tarafın ana gezegene baktığı anlamına gelir. Ancak bu, dönüşlerinin tamamen sabit olduğu anlamına gelmez ve gelgit açısından kilitlenen tüm uydular, yörüngeleri sırasında ileri geri salınım yapar. Sallantıların boyutunu belirlemek, Uranüs’ün uydularında okyanus içerip içermediğini ve eğer öyleyse ne kadar büyük olabileceğini bilmenin anahtarı olacak.

İç kısmında sıvı su okyanusu çalkalanan aylar, katı olanlara göre daha fazla yalpalayacaktır. Bununla birlikte, en büyük okyanuslar bile yalnızca hafif bir yalpalamaya neden olacaktır: Bir ayın dönüşü, yörüngesinde ilerlerken yalnızca birkaç yüz metre sapabilir.

Bu hala geçen uzay aracının tespit etmesi için yeterli. Aslında bu teknik daha önce Satürn’ün uydusu Enceladus’un iç kısmında küresel bir okyanus bulunduğunu doğrulamak için kullanılmıştı.

Aynı tekniğin Uranüs’te işe yarayıp yaramayacağını öğrenmek için Hemingway, onun beş uydusu için teorik hesaplamalar yaptı ve bir dizi makul senaryo ortaya attı. Örneğin, Uranüs’ün uydusu Ariel 300 feet yalpalıyorsa, o zaman muhtemelen 20 mil kalınlığında bir buz kabuğuyla çevrelenmiş 100 mil derinliğinde bir okyanusa sahip olacaktır.

Daha küçük okyanusları tespit etmek, bir uzay aracının yaklaşması veya ekstra güçlü kameralar paketlemesi gerektiği anlamına gelecektir. Ancak UTIG Araştırma Doçenti Krista Soderlund, modelin görev tasarımcılarına neyin işe yarayacağını bilmeleri için bir slayt kuralı sağladığını söyledi.

Mevcut araştırmaya dahil olmayan Soderlund, “Bu, bir okyanusu keşfetmekle vardığımızda bu yeteneğe sahip olmadığımızı bulmak arasındaki fark olabilir” dedi.

Soderlund, Uranüs misyonu konseptleri üzerinde NASA ile çalıştı. Aynı zamanda, yakın zamanda UTIG tarafından geliştirilen buza nüfuz eden bir radar görüntüleyiciyi fırlatıp taşıyan NASA’nın Europa Clipper misyonunun bilim ekibinin bir parçası.

Hemingway, bir sonraki adımın, uydunun iç kısmının resmini nasıl iyileştirdiğini görmek için modeli diğer araçlarla yapılan ölçümleri de içerecek şekilde genişletmek olduğunu söyledi.

Dergi makalesi Santa Cruz’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden Francis Nimmo tarafından ortak yazılmıştır.