Обнаружены доказательства существования океана на спутнике Сатурна Мимасе
Исследователи из Southwest Research Institute решили доказать, что крошечный, самый внутренний спутник Сатурна был замороженным инертным спутником, и вместо этого неожиданно обнаружили убедительные доказательства того, что Мимас имеет жидкий внутренний океан. В последние дни миссии НАСА «Кассини» космический аппарат обнаружил любопытную либрацию или колебание во вращении Мимаса, что часто указывает на наличие геологически активного тела, способного поддерживать внутренний океан.
«Если на Мимасе есть океан, то спутник представляет собой новый класс небольших «невидимых» океанских миров с поверхностью, которая не выдает существования океана», — сказала Алисса Роден из SwRI, специалист по геофизике ледяных спутников, особенно тех, которые содержат океаны.
Одно из самых интересных открытий в планетарной науке за последние 25 лет заключается в том, что в нашей Солнечной системе часто встречаются миры с океанами под слоями скал и льда. К таким мирам относятся ледяные спутники планет-гигантов, таких как Европа, Титан и Энцелад, а также далекие планеты, такие как Плутон.
Такие миры, как Земля, с поверхностными океанами, должны находиться в пределах узкого диапазона расстояний от своих звезд, чтобы поддерживать температуру, которая поддерживает жидкие океаны. Однако внутренние водные океанские миры (IWOW) находятся на гораздо более широком диапазоне расстояний, что значительно увеличивает количество обитаемых миров, которые, вероятно, существуют в галактике.
«Поскольку поверхность Мимаса сильно изрыта кратерами, мы подумали, что это просто замерзшая глыба льда», — сказала Алисса Роден. «IWOW, такие как Энцелад и Европа, имеют тенденцию к трещинам и другим признакам геологической активности. Оказывается, поверхность Мимаса обманывала нас, и наше новое понимание значительно расширило определение потенциально обитаемого мира в нашей Солнечной системе и за ее пределами».
Приливные процессы рассеивают орбитальную и вращательную энергию в виде тепла в спутнике. Чтобы соответствовать внутренней структуре, выведенной из либрации Мимаса, приливное нагревание внутри луны должно быть достаточно сильным, чтобы не дать океану замерзнуть, но достаточно маленьким, чтобы поддерживать толстую ледяную оболочку.
Используя модели приливного нагрева, команда ученых разработала численные методы для создания наиболее правдоподобного объяснения стационарной ледяной оболочки толщиной от 22 до 37 километров над жидким океаном.
«В большинстве случаев, когда мы создаем эти модели, нам приходится их точно настраивать, чтобы получить то, что мы наблюдаем», — сказал Алисса Роден. «На этот раз свидетельства существования внутреннего океана просто выскочили из самых реалистичных сценариев стабильности ледяных оболочек и наблюдаемых либраций».
Ученые также обнаружили, что тепловой поток с поверхности очень чувствителен к толщине ледяной оболочки, что может проверить космический зонд.
Например, космический аппарат «Юнона» должен пролететь мимо Европы и использовать свой микроволновый радиометр для измерения тепловых потоков на этом спутнике Юпитера. Эти данные позволят ученым понять, как тепловой поток влияет на ледяные оболочки океанских миров, таких как Мимас, которые особенно интересны, поскольку миссия Europa Clipper постепенно приближается к своему запуску в 2024 году.
«Хотя наши результаты подтверждают наличие подледного океана на Мимасе, сложно согласовать орбитальные и геологические характеристики спутника с нашим нынешним пониманием его тепловой орбитальной эволюции», — говорит Алисса Роден.
«Оценка статуса Мимаса как океанической луны позволит сравнить модели его формирования и эволюции. Это помогло бы нам лучше понять кольца Сатурна и спутники среднего размера, а также распространенность потенциально пригодных для жизни океанических спутников, особенно у Урана. Мимас — привлекательная цель для дальнейшего изучения».