Uranüs’ün büyük uydularının incelenmesi, dördünün su tutabileceğini gösteriyor

NASA’nın Voyager uzay aracından gelen verilerin yeniden analizi ve yeni bilgisayar modellemesi, NASA bilim adamlarının Uranüs’ün en büyük dört uydusunun muhtemelen çekirdekleri ve buzlu kabukları arasında bir okyanus katmanı içerdiği sonucuna varmasına yol açtı. Çalışmaları, beş büyük ayın hepsinin iç yapısının ve yapısının evrimini detaylandıran ilk çalışmadır: Ariel, Umbriel, Titania, Oberon ve Miranda. Çalışma, aylardan dördünün onlarca mil derinliğinde olabilecek okyanusları barındırdığını gösteriyor.

Toplamda en az 27 ay, Uranüs’ü çevreliyor ve en büyük dördü 720 mil (1.160 kilometre) genişliğindeki Ariel’den 980 mil (1.580 kilometre) çapındaki Titania’ya kadar uzanıyor. Bilim adamları uzun zamandır Titania’nın, boyutu göz önüne alındığında, radyoaktif bozunmanın neden olduğu iç ısıyı koruyacağını düşündüler. Diğer uydular daha önce, özellikle Uranüs’ün yerçekiminin yarattığı ısınma yalnızca küçük bir ısı kaynağı olduğu için, bir iç okyanusun donmasını önlemek için gerekli ısıyı muhafaza edemeyecek kadar küçük kabul edilmişti.

Ulusal Akademilerin 2023 Gezegen Bilimi ve Astrobiyoloji Decadal Araştırması, Uranüs’ü keşfetmeye öncelik verdi. Böyle bir göreve hazırlanırken, gezegen bilimcileri, gizemli Uranüs sistemi hakkındaki bilgilerini desteklemek için buz devine odaklanıyorlar. kategorisinde yayınlandı Jeofizik Araştırma Dergisi: GezegenlerNASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Tahrik Laboratuvarı’ndan baş yazar Julie Castillo-Rogez, yeni çalışmanın gelecekteki bir görevin ayları nasıl araştırabileceği konusunda bilgi verebilir, ancak makalenin Uranüs’ün ötesine geçen çıkarımları da olduğunu söyledi.

“Küçük cisimler -cüce gezegenler ve aylar- söz konusu olduğunda, gezegen bilimcileri daha önce cüce gezegenler Ceres ve Pluto ve Satürn’ün ayı Mimas da dahil olmak üzere pek çok olası olmayan yerde okyanuslara dair kanıtlar bulmuşlardı” dedi. “Dolayısıyla, tam olarak anlamadığımız mekanizmalar devrede. Bu makale, bunların ne olabileceğini ve güneş sistemindeki su açısından zengin ancak sınırlı iç ısıya sahip birçok cisimle nasıl ilgili olduklarını araştırıyor.”

Çalışma, NASA’nın 1980’lerde Uranüs’ün Voyager 2 uçuşlarından ve yer tabanlı gözlemlerden elde edilen bulguları yeniden gözden geçirdi. Yazarlar, Satürn’ün uydusu Enceladus, Pluto ve uydusu Charon ve Ceres’in kimyası ve jeolojisi hakkında içgörüler de dahil olmak üzere NASA’nın Galileo, Cassini, Dawn ve New Horizons (her biri okyanus dünyalarını keşfeden) ek bulgularıyla aşılanmış bilgisayar modelleri oluşturdular. – Uranüs uyduları ile aynı boyuttaki tüm buzlu cisimler.

Yukarıda ve altında ne yatıyor

Araştırmacılar, Uranüs uydularının yüzeylerinin ne kadar gözenekli olduğunu ölçmek için bu modellemeyi kullandılar ve muhtemelen bir okyanusa ev sahipliği yapmak için gerekli olan iç ısıyı tutacak kadar yalıtılmış olduklarını keşfettiler. Buna ek olarak, uyduların kayalık mantolarında, sıcak sıvı salan ve bir okyanusun sıcak bir ortamı korumasına yardımcı olabilecek potansiyel bir ısı kaynağı olabileceğini keşfettiler – bu, özellikle okyanusların bile olabileceği Titania ve Oberon için olası bir senaryo. yaşanabilirliği potansiyel olarak destekleyecek kadar sıcak olmalıdır.

Bilim adamları, okyanusların bileşimini araştırarak, altındaki maddelerin jeolojik aktivite tarafından aşağıdan yukarı itilip itilmediğine bağlı olarak, ayların buzlu yüzeylerinde de bulunabilecek malzemeleri öğrenebilirler. Orada teleskoplardan elde edilen kanıtlar uydulardan en az birinin, Ariel’in, nispeten yakın zamanda, muhtemelen buzlu volkanlardan yüzeyine akan malzemeye sahip olduğu.

Aslında, en içteki ve en büyük beşinci uydu olan Miranda, yakın zamanda ortaya çıkmış gibi görünen yüzey özelliklerine de ev sahipliği yapıyor; Son termal modelleme, Miranda’nın suyu uzun süre barındırmasının pek mümkün olmadığını ortaya çıkardı: Isıyı çok hızlı kaybediyor ve muhtemelen şu anda donmuş durumda.

Ancak bir uydunun yeraltı okyanusuna katkıda bulunan tek faktör iç ısı olmayacaktır. Çalışmadaki önemli bir bulgu, buzlu devin en büyük uydularının okyanuslarında amonyağın yanı sıra klorürlerin de bol miktarda bulunduğunu gösteriyor. Amonyakın antifriz görevi gördüğü uzun zamandır bilinmektedir. Ek olarak modelleme, suda bulunması muhtemel tuzların, vücudun iç okyanuslarını koruyan başka bir antifriz kaynağı olacağını öne sürüyor.

Castillo-Rogez, Uranüs’ün büyük uyduları hakkında hala çok soru işareti olduğunu belirterek, daha yapılacak çok iş olduğunu sözlerine ekledi: “Ayların kökenine ilişkin farklı varsayımlar için yeni modeller geliştirmemiz gerekiyor. gelecekteki gözlemler için planlamaya rehberlik etmek için.”

Bu uyduların altında ve yüzeylerinde nelerin yattığını araştırmak, bilim insanlarının ve mühendislerin onları araştırmak için en iyi bilim araçlarını seçmelerine yardımcı olacaktır. Örneğin, amonyak ve klorürlerin mevcut olabileceğini belirlemek, bileşikleri yansıyan ışıklarıyla tespit eden spektrometrelerin her iki bileşik türünü de kapsayan bir dalga boyu aralığı kullanması gerektiği anlamına gelir.

Aynı şekilde, bu bilgiyi derin iç sıvıyı araştırabilen aletler tasarlamak için kullanabilirler. Galileo misyon bilim adamlarının Jüpiter’in uydusu Europa’da yaptığı gibi, bir ayın manyetik alanına katkıda bulunan elektrik akımlarını aramak, genellikle derin bir okyanus bulmanın en iyi yoludur. Bununla birlikte, Ariel ve Umbriel gibi uyduların iç okyanuslarındaki soğuk su, okyanusların bu elektrik akımlarını taşımasını zorlaştırabilir ve altında ne olduğunu bulmaya çalışan bilim adamları için yeni bir tür zorluk oluşturabilir.