على أي الأقمار الصناعية وجدت الماء؟
يمتلك أورانوس 27 قمرًا، بما في ذلك خمسة أقمار كبيرة بشكل خاص - تيتانيا، أوبيرون،
أظهرت هذه الصور أيضًا علامات فيزيائية لانفجار ماء سائل من الأمعاء وتجمد على السطح ، وهي عملية تسمى بركاني الجليد.
- تيتانيا
تيتانيا هو أكبر قمر لأورانوس وثامن أكبر قمر في المجموعة الشمسية. اكتشفه ويليام هيرشل في 11 يناير 1787 (ست سنوات بعد اكتشافه لأورانوس).
مثل كل أكبر أقمار أورانوس ، تيتانيا ،من المحتمل أن تكون قد تشكلت من قرص تراكم أحاط بالكوكب أثناء تكوينه. تتكون تيتانيا من كميات متساوية تقريبًا من الصخور والجليد ، ومن المحتمل أن تكون متباينة في قلب صخري وغطاء جليدي.
سطح تيتانيا مظلم نسبيًالون محمر. تم تشكيل تضاريسها من خلال تأثيرات الكويكبات والمذنبات والعمليات الداخلية. ويغطي القمر الصناعي العديد من الحفر التي يصل قطرها إلى 326 كيلومترا.
من المحتمل أن يكون مبكرًا داخليًاترميم السطح ، مما أدى إلى محو سطحه القديم المثقوب بشدة. تم قطع سطح تيتانيا بواسطة نظام من الأخاديد الضخمة والمنحدرات التي تشكلت أثناء تمدد القشرة نتيجة لتوسع المناطق الداخلية في مرحلة مبكرة من تاريخها.
- أوبيرون
أوبيرون هو ثاني أكبر وأضخم قمر صناعي لأورانوس وتاسع أضخم قمر صناعي في النظام الشمسي. يُعرف أيضًا باسم أورانوس الرابع. اكتشفها ويليام هيرشل عام 1787.
من المحتمل أن يكون أوبيرون قد تشكل منالقرص التراكمي الذي أحاط أورانوس فور تكوينه. يتكون الرفيق من كميات متساوية تقريبًا من الصخور والجليد وربما يكون متمايزًا إلى لب صخري وغطاء جليدي. قد تكون هناك طبقة من الماء السائل على حدودهم.
سطح أوبيرون غامق ولونه أحمر.تم تشكيل ارتياحها بشكل أساسي من خلال تأثيرات الكويكبات والمذنبات ، والتي خلقت العديد من الحفر التي يصل قطرها إلى 210 كيلومترات. يوجد في أوبيرون نظام من الأخاديد (grabens) تشكل أثناء توسع القشرة الأرضية نتيجة لتمدد الأمعاء في مرحلة مبكرة من تاريخها.
يتكون أوبيرون من كميات متساوية تقريبًا منالجليد المائي والمكونات غير الجليدية الثقيلة، والتي قد تشمل الصخور والمواد العضوية. كما تم إثبات وجود الجليد المائي (على شكل بلورات على سطح القمر الصناعي) من خلال عمليات الرصد الطيفي. عند درجات الحرارة المنخفضة للغاية، التي تتميز بها أقمار أورانوس، يصبح الجليد مثل الحجر.
نطاقات امتصاصه على نصف الكرة الرقيقأقوى من القائد ، بينما الأقمار الأخرى لأورانوس لها عكس ذلك. سبب هذا الاختلاف في نصف الكرة الغربي غير معروف. ربما تكون الحقيقة هي أن نصف الكرة الأمامي أكثر عرضة لتأثيرات النيازك ، التي تزيل الجليد منه. يمكن أن تتشكل المادة المظلمة نتيجة عمل الإشعاع المؤين على المادة العضوية ، على وجه الخصوص ، على الميثان ، الموجود هناك في تكوين مادة clathrates.
- أمبريل
تم اكتشاف أومبريل، وهو قمر صناعي لكوكب أورانوسبقلم ويليام لاسيل في 24 أكتوبر 1851. يتكون أومبريل بشكل أساسي من الجليد مع نسبة كبيرة من الصخور. قد يكون لها نواة صخرية مغطاة بغطاء جليدي. ومن حيث الحجم، يحتل أومبريل المركز الثالث بين أقمار أورانوس، وله سطح أحلك، حيث يعكس 16% فقط من الضوء الساقط.
أومبريل مغطى بالعديد من الإيقاعاتويبلغ قطر فوهاته 210 كيلومترات، وهو يحتل المرتبة الثانية بين أقمار أورانوس في عدد الحفر (بعد أوبيرون). من المفترض أن أومبريل، مثل كل أقمار أورانوس، قد تشكل في القرص التراكمي الذي أحاط بالكوكب مباشرة بعد تكوينه.
أومبريل هي ثالث أكبر ورابع أكبرالقمر الصناعي لأورانوس. كثافته 1.39 جرام/سم3. يشير هذا إلى أن القمر الصناعي يتكون إلى حد كبير من جليد الماء، وتشكل المكونات الأكثر كثافة حوالي 40% من كتلته. يمكن أن تكون هذه المكونات عبارة عن أحجار، بالإضافة إلى مركبات عضوية ذات وزن جزيئي مرتفع تعرف باسم الثولينات.
باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراءتم العثور على جليد الماء على السطح. تكون نطاقات الامتصاص الموجودة في نصف الكرة الأمامي أكثر وضوحًا منها في نصف الكرة الخلفي. أسباب عدم التماثل هذه غير معروفة، ولكن من المفترض أن يكون سبب ذلك هو قصف السطح بواسطة جسيمات مشحونة من الغلاف المغناطيسي لأورانوس، والتي تعمل تحديدًا على النصف الخلفي من الكرة الأرضية (بسبب الدوران المشترك للكوكب والبلازما) ).
تقوم هذه الجسيمات برش الجليد ، مما يؤدي إلى تحلل الميثان الموجود فيه (مكونًا مادة clathrate) ومهاجمة المواد العضوية الأخرى ، مما يترك بقايا داكنة غنية بالكربون.
- ارييل
آرييل هو رابع أكبر قمر صناعي لأورانوس. افتتح في 24 أكتوبر 1851 من قبل ويليام لاسيل.
أرييل هي واحدة من أصغر الأجسام الكرويةالأقمار الصناعية في النظام الشمسي (14 من أصل 19). من بين أقمار أورانوس، فهو رابع أكبر أقمار صناعية (من بين الأقمار الخمسة الكبيرة، فقط ميراندا أصغر منها) وله بياض قياسي.
يتكون من نصف جليد تقريبًا ونصفها مصنوع من الحجر ومن المحتمل جدًا أن يتمايز إلى نواة صخرية وغطاء جليدي. مثل جميع الأقمار الكبيرة لأورانوس، من المحتمل أن يكون أرييل قد تشكل من قرص تراكمي كان يحيط بالكوكب خلال المرة الأولى بعد تكوينه.
ارييل لديه سطح معقد - قوييتم عبور المناطق المحفورة بواسطة المنحدرات والأودية والسلاسل الجبلية. لديها آثار أصغر للنشاط الجيولوجي من أقمار أورانوس الأخرى. مصدر الطاقة لها ، على الأرجح ، كان تسخين المد والجزر.
يقع مدار أرييل ، مثل الأقمار الصناعية الكبيرة الأخرى لأورانوس ، في مستوى خط استواء الكوكب. لذلك ، تخضع هذه الأقمار الصناعية لتغيرات موسمية شديدة في الإضاءة.
بالإضافة إلى ثلج الماء باستخدام الأشعة تحت الحمراءكشف التحليل الطيفي على آرييل عن ثاني أكسيد الكربون (CO2)، والذي يتركز بشكل رئيسي في نصف الكرة الأرضية. يمكن رؤيته على هذا القمر الصناعي التابع لأورانوس أثناء عمليات الرصد هذه بشكل أفضل (وتم اكتشافه مسبقًا) مقارنة بجميع الأقمار الأخرى.
أصل ثاني أكسيد الكربون ليس واضحا تماما.ومن الممكن أن تكون قد تشكلت على السطح من الكربونات أو المواد العضوية تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشمسية أو الأيونات القادمة من الغلاف المغناطيسي لأورانوس.
هذا الأخير يمكن أن يفسر عدم التماثل فيتوزيع ثاني أكسيد الكربون على سطح القمر الصناعي ، لأن هذه الأيونات تقصف بالضبط نصف الكرة الرقيق. مصدر آخر محتمل هو تفريغ جليد الماء في أحشاء ارييل. في مثل هذه الحالة ، قد يكون إطلاق ثاني أكسيد الكربون بسبب النشاط الجيولوجي السابق للقمر الصناعي.
- ميراندا
ميراندا (أورانوس الخامس) هي الأقرب والأصغر من بين أقمار أورانوس الخمسة الكبيرة. اكتشفه جيرارد كويبر عام 1948.
محور دوران ميراندا كغيره كبيرتقع أقمار أورانوس تقريبًا في مستوى مدار الكوكب، وهذا يؤدي إلى دورات موسمية غريبة جدًا. من المرجح أن ميراندا تشكلت من قرص تراكم (أو سديم) كان موجودًا حول أورانوس لبعض الوقت بعد تكوين الكوكب، أو تشكل أثناء اصطدام قوي، والذي ربما أعطى أورانوس ميلًا كبيرًا لمحور الدوران (97.86 درجة).
وفي الوقت نفسه، ميراندا لديها الأكبر بين الكبارأقمار أورانوس الميل المداري لخط استواء الكوكب: 4.338°. ومن المحتمل أن يتكون سطح القمر من جليد مائي ممزوج بالسيليكات والكربونات والأمونيا.
إنه لأمر مدهش أن هذا القمر الصناعي الصغير لديهمجموعة واسعة من أشكال الإغاثة (عادةً ما يكون للأجسام بهذا الحجم سطح أكثر تجانسًا بسبب نقص النشاط الداخلي). هناك سهول واسعة ومتدحرجة تنتشر فيها الحفر وتتقاطع مع شبكة من الصدوع والأودية والمنحدرات شديدة الانحدار.
ثلاث مناطق غير عادية مرئية على السطحيزيد حجمها عن 200 كيلومتر (ما يسمى بالتيجان). تشير هذه التكوينات الجيولوجية ، إلى جانب الميل العالي المفاجئ للمدار ، إلى التاريخ الجيولوجي المعقد لميراندا. يمكن أن تتأثر بالرنين المداري ، وقوى المد والجزر ، والحمل الحراري في الأمعاء ، وتمايز الجاذبية الجزئية وتمدد مادتها ، بالإضافة إلى نوبات البراكين الجليدية.
كثافتها هي الأقل بين الكثافة الرئيسيةأقمار أورانوس: 1.15 ± 0.15 جم/سم3، وهي قريبة جدًا من كثافة الجليد. وكشفت ملاحظات السطح بالأشعة تحت الحمراء عن وجود جليد مائي ممزوج بالسيليكات والكربونات، بالإضافة إلى الأمونيا (NH3) بنسبة 3%. بناءً على البيانات التي حصلت عليها فوييجر 2، تم التوصل إلى أن الصخور تشكل 20-40٪ من كتلة القمر الصناعي.
وفقًا لإحدى الفرضيات، يتشكل الجليد على ميرانداكلاثرات مع الميثان. بالإضافة إلى الميثان، يمكن للكلاثرات المائية أن تلتقط أول أكسيد الكربون وجزيئات أخرى، وتشكل مادة ذات خصائص عزل حراري جيدة - ستكون الموصلية الحرارية للكلاثرات فقط من 2 إلى 10٪ من الموصلية الحرارية للجليد العادي.
وبالتالي ، يمكنهم إعاقة التدفق الخارج منأحشاء حرارة القمر الصناعي ، والتي يتم إطلاقها هناك أثناء تحلل العناصر المشعة. في هذه الحالة ، قد يستغرق تسخين الجليد إلى 100 درجة مئوية حوالي 100 مليون سنة. يمكن أن يصل التمدد الحراري للنواة إلى 1٪ ، مما يؤدي إلى تكسير السطح. ربما يرجع عدم تجانسه إلى عدم تجانس تدفق الطاقة الحرارية من الأمعاء.
هل يمكن أن تكون هناك حياة على هذه الأقمار الصناعية؟
بحث جديد يقترح نعم.تم تقديمه إلى اجتماع AGU: قام العلماء بقيادة بنجامين فايس ، عالم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، بتطوير طريقة للبعثات المستقبلية لتأكيد وجود المحيطات الجوفية على عوالم مثل أورانوس. من خلال هذا العمل ، يأمل الفريق أيضًا في تعميق فهمنا ومعرفتنا بالعوالم الصالحة للسكن.
السؤال الرئيسي هنا أينهل البيئات الصالحة للسكن في النظام الشمسي؟ إن اكتشاف المحيطات الجوفية في يوروبا وإنسيلادوس يترك الكثير منا يتساءل عما إذا كانت لا تزال هناك أقمار ، رغم صغر حجمها ، ربما لا تزال دافئة.
بنيامين فايس، عالم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
كيف وجد مؤلف العمل الماء على الأقمار الصناعية؟
يعتقد مؤلفو العمل أن التلال والوديان وطيات على سطح الأقمار الصناعية يمكن تجميد نفاثات المياه من المحيطات المخفية. أجرى العلماء أيضًا أبحاثًا وقاسوا المجال المغناطيسي لأورانوس. ونتيجة لذلك ، أصبح من الواضح أنه إذا كان هناك ماء في أعماق الأقمار الصناعية ، فيمكن عندئذٍ توليد تيار كهربائي تحت تأثير المجال المغناطيسي.
خمسة أقمار صناعية ، كما يقول العلماءعلامات البراكين الجليدية ، عندما ، في ظل درجات حرارة محيطة منخفضة للغاية ، لا تنفجر الحمم المنصهرة من البركان ، ولكن الماء والأمونيا ومخاليط الميثان مع الهيدروكربونات والنيتروجين والمواد الأخرى أو مخاليطهم ، سواء في الحالة السائلة أو الغازية.
فحص الصور المرسلة بواسطة المركبة الفضائيةفوييجر 2 في عام 1986 ، لاحظ الباحثون أن هذه الأقمار الخمسة تتكون من أجزاء متساوية من الصخور والجليد ومحفورة بشدة بالحفر ، وهو دليل على وجود مياه سائلة قد تكون كامنة في أحشاء الأجرام السماوية.
ماذا يوجد بجانب الماء؟
قام العلماء بحساب قوة المجال المغناطيسي لأورانوس وذلك ،كيف ستؤثر على أي محيطات تحت سطح أقمارها الصناعية. أظهرت الدراسات أنه إذا كان هناك ماء مالح سائل في أعماق الأقمار الصناعية ، فيمكن عندئذ توليد تيار كهربائي فيه تحت تأثير المجال المغناطيسي.
استخدم فايس وفريقه النظريةنماذج للمجال المغناطيسي لأورانوس لحساب المجالات المغناطيسية المستحثة المحتملة لأكبر خمسة أقمار صناعية على الكوكب. تم تحديد المجال المغناطيسي المستحث لميراندا على أنه الأقوى - 300 نانو تسلا. وقال فايس في بيان إنه على الرغم من أن هذا لا يؤكد وجود محيطات على الكواكب، فمن المحتمل أن يكون ميراندا، وكذلك أرييل وأومبرييل وتيتانيا، قد أحدثوا مجالات مغناطيسية قوية بما يكفي لاكتشافها بواسطة تكنولوجيا المركبات الفضائية الحالية.
قال العلماء أيضًا إن المحيطات على أقمار أورانوس ربما تكون أعمق مما كانت عليه على أقمار كوكب المشتري ، لأن القشرة الجليدية أكثر سمكًا. لكن هذا لا يعني أنه لا يمكن اكتشافها.
أين هي أنسب الظروف للحياة؟
فايس، يناقش البيئات الصالحة للسكن فيالنظام الشمسي، ويطلق على أقمار أورانوس اسم الأنسب في حالة "وجود مياه سائلة هناك وهي مالحة قليلاً، كمياه المحيط على الأرض".
سيتمكن العلماء من استخلاص استنتاجات أكثر دقة في عام 2042 ، عندما تذهب مهمة علمية إلى أورانوس.
اقرأ أيضًا:
شاهد محطة الفضاء الدولية وهي تحلق بين كوكب المشتري وزحل
ألمع بلازار يضيء على الأرض. ماذا يعني هذا لكوكب الأرض؟
"فشلت الدراسة": لن يتلقى مختبرو Sputnik V الدواء الوهمي بعد الآن