על איזה לוויינים מצאת מים?
לאורנוס יש 27 ירחים, כולל חמישה ירחים גדולים במיוחד – טיטניה, אוברון,
תמונות אלה הראו גם סימנים פיזיים של מים נוזליים הבוקעים מהמעיים וקופאים על פני השטח, תהליך הנקרא קריוולקניזם.
- טיטאניה
טיטניה הוא הלוויין הגדול ביותר של אורנוס והלוויין השמיני בגודלו במערכת השמש. התגלה על ידי ויליאם הרשל ב- 11 בינואר 1787 (שש שנים לאחר גילוי אורנוס).
כמו כל הירחים הגדולים ביותר של אורנוס, טיטאניה,נוצר ככל הנראה מדיסק צבירה שהקיף את כדור הארץ במהלך היווצרותו. טיטאניה מורכבת מכמויות שוות בערך של סלע וקרח, וככל הנראה היא מובחנת לליבה סלעית ולמעטפת קרח.
פני השטח של טיטניה כהים יחסית עם גוון אדמדם, והשטח שלה עוצב על ידי פגיעות אסטרואידים ושביטים, כמו גם תהליכים אנדוגניים.הירח מכוסה במכתשים רבים שקוטרם מגיע ל-326 קילומטרים.
סביר להניח שאנדוגני מוקדםשיקום פני השטח, שמחק את פני השטח הישנים והמלוכלכים בכבדות. שטח טיטניה נחתך על ידי מערכת של קניונים ומצוקים ענקיים שנוצרו במהלך מתיחת הקרום כתוצאה מהתפשטות הפנים בשלב מוקדם בתולדותיה.
- אוברון
אוברון הוא הלוויין השני בגודלו והמאסיבי ביותר של אורנוס והלוויין התשיעי במאסיבי השמש. ידוע גם בשם אורנוס הרביעי. התגלה על ידי ויליאם הרשל בשנת 1787.
סביר להניח שאוברון נוצר מאת דיסק הצמיחה שהקיף את אורנוס מיד לאחר היווצרותו. הלוויין מורכב מכמויות שוות בערך של סלע וקרח ומובחן ככל הנראה לליבה סלעית ולמעטפת קרח. עלולה להיות שכבה של מים נוזליים על גבולם.
המשטח של אוברון כהה עם גוון אדום.התבליט שלה נוצר בעיקר בגלל השפעות האסטרואידים והשביטים, שיצרו מכתשים רבים בקוטר של עד 210 ק"מ. באוברון יש מערכת קניונים (גראנים) שנוצרה במהלך התרחבות הקרום כתוצאה מהתפשטות המעיים בשלב מוקדם בתולדותיה.
אוברון מורכב מכמויות שוות פחות או יותר של קרח מים ומרכיבים כבדים שאינם קפואים, אשר יכוליםנוכחותו של קרח מים (בצורת גבישים על פני השטח של הלוויין) הוכחה גם על ידי תצפיות ספקטרוגרפיות.בטמפרטורות הנמוכות במיוחד האופייניות לירחיו של אורנוס, הקרח הופך להיות כמו סלע.
רצועות הקליטה שלו בחצי הכדור העבדחזק יותר מאשר על המנהיג, ואילו לוויינים האחרים של אורנוס יש את ההפך. הסיבה להבדל בחצי הכדור הזה אינה ידועה. אולי העובדה היא שהחצי הכדור המוביל רגיש יותר לפגיעות מטאורים, שמסירות ממנו קרח. החומר הכהה יכול להיווצר כתוצאה מההשפעה של קרינה מייננת על חומר אורגני, בפרט, על המתאן הקיים שם בהרכב האזנים.
- אומבריאל
אומבריאל הוא ירח של כוכב הלכת אורנוס, שהתגלה על ידי ויליאם לאסל ב-24 באוקטובר 1851. אומבריאל מורכב בעיקר מייתכן שיש לו ליבה סלעית מכוסה במעטפת קפואה.מבחינת גודל, אומבריאל הוא הירח השלישי בגודלו באורנוס ויש לוהמשטח הכהה ביותר, המחזיר רק 16% מאור האירוע.
אומבריאל, המכוסה במכתשי פגיעה רבים בקוטר של עד 210 קילומטרים, תופסמקום שני בין ירחי אורנוס מבחינת מספר המכתשים (אחרי אוברון).אומבריאל, כמו כל ירחיו של אורנוס, נוצר ככל הנראה בדיסקת ההצטברות המקיפה את כוכב הלכת מיד לאחר היווצרותו.
אומבריאל הוא הירח השלישי בגודלו והרביעי המסיבי ביותר באורנוס.צפיפותו היא 1.39 גרם לסמ"ק.מכאן נובע כי הלוויין מורכב ברובו מעשוי קרח מים, והרכיבים הצפופים יותר מהווים כ -40% מהמסה שלו.רכיבים אלה יכולים להיות סלעים, כמו גם תרכובות אורגניות בעלות משקל מולקולרי גבוה הידועות בשם תולינים.
בעזרת ספקטרוסקופיה אינפרא אדומה זוהה קרח מים על פני השטח, ורצועות הבליעה שלו בחצי הכדור הקדמי בולטות יותר מאשר בחצי הכדור האחורי.הסיבות לחוסר סימטריה זו אינן ידועות, אך משערים כי היא עשויה להיגרם על ידי הפצצת פני השטח על ידי חלקיקים טעונים מהמגנטוספירה של אורנוס, הפועלת כדלקמן:כלומר לחצי הכדור האחורי (עקב סיבוב משותף של כוכב הלכת והפלזמה).
חלקיקים אלה מרססים את הקרח, מתפרקים את המתאן הכלול בו (יוצרים clathrate) ותוקפים חומר אורגני אחר, ומשאירים שאריות כהות עשירות בפחמן.
- אריאל
אריאל הוא הלוויין הרביעי בגודלו של אורנוס. נפתח ב 24 באוקטובר 1851 על ידי ויליאם לאסל.
אריאל הוא אחד הירחים הכדוריים הקטנים ביותר במערכת השמש (ה-14 בגודלו מתוך 19).מבין ירחיו של אורנוס, הוא הרביעי בגודלו (מבין חמשת הירחים הגדולים, רק מירנדה קטן יותר) ויש לוהקלט אלבדו.
הוא מורכב מכחצי קרח וחצי סלע, וייתכן מאוד שהתמיין לליבה סלעית ולמעטפת קפואה.כמו כל ירחיו הגדולים של אורנוס, אריאל נוצר ככל הנראה מדיסקה שהקיפה את כוכב הלכת בפעם הראשונה לאחר היווצרותו.
לאריאל תבליט מורכב על פני השטח - חזקאזורים במכתש חוצים צוקים, קניונים ורכסי הרים. יש לה עקבות צעירים יותר של פעילות גיאולוגית מאשר ירחים אחרים של אורנוס. מקור האנרגיה עבורה, ככל הנראה, היה חימום גאות ושפל.
מסלולו של אריאל, כמו לוויינים גדולים אחרים של אורנוס, טמון במישור קו המשווה של כדור הארץ. לכן, לוויינים אלה נתונים לשינויים עונתיים קיצוניים בתאורה.
בנוסף לקרח מים, ספקטרוסקופיה אינפרא אדומה זיהתה פחמן דו חמצני (CO2) על אריאל, אשר מרוכז בעיקר בחצי כדור העבדים.על הירח הזה של אורנוס, הוא נראה טוב יותר במהלך תצפיות כאלה (והתגלהמוקדם יותר) מאשר על כל האחרים.
מקורו של פחמן דו-חמצני אינו ברור לחלוטין, אך ייתכן שהוא נוצר על פני השטח מקרבונטים או חומר אורגני בהשפעת הקרינה האולטרה סגולה של השמש או יונים המגיעים מהמגנטוספירה של אורנוס.
האחרון יכול להסביר את חוסר הסימטריה בהתפלגות פחמן דו חמצני על פני הלוויין, מכיוון שיונים אלה מפציצים בדיוק את חצי כדור העבדים. מקור אפשרי נוסף הוא פינוי קרח המים במעיו של אריאל. במקרה כזה, שחרור CO2 עשוי לנבוע מפעילות גיאולוגית שעברה של הלוויין.
- מירנדה
מירנדה (אוראנוס החמישי) היא הקרובה והקטנה ביותר מבין חמשת הירחים הגדולים של אורנוס. התגלה בשנת 1948 על ידי ג'רארד קויפר.
ציר הסיבוב של מירנדה, כמו אחרים גדוליםהלוויינים של אורנוס נמצאים כמעט במישור מסלול כוכב הלכת, וזה מוביל למחזורים עונתיים מאוד מוזרים. מירנדה נוצרה ככל הנראה מדיסקת צבירה (או ערפילית) שהתקיימה סביב אורנוס במשך זמן מה לאחר היווצרות כוכב הלכת, או שנוצרה במהלך התנגשות חזקה, מה שכנראה העניק לאורנוס הטיית ציר סיבוב גדולה (97.86 מעלות).
בינתיים, למירנדה יש את הגדול ביותר מבין הגדוליםלוויינים של נטיית מסלול אורנוס לקו המשווה של כוכב הלכת: 4.338°. פני הירח מורכבים כנראה מקרח מים מעורבב בסיליקטים, קרבונטים ואמוניה.
זה מדהים שיש ללוויין הקטן הזהמגוון רחב של צורות הקלה (בדרך כלל לגופים בגודל זה יש משטח אחיד יותר בשל היעדר פעילות אנדוגנית). יש מישורים עצומים ומתגלגלים מנוקדים במכתשים וחוצים אותם רשת של שברים, קניונים וצוקים תלולים.
שלושה אזורים יוצאי דופן נראים על פני השטחגודל של יותר מ 200 ק"מ (הכתרים כביכול). תצורות גיאולוגיות אלה, כמו גם הנטייה הגדולה להפליא של המסלול, מצביעים על ההיסטוריה הגיאולוגית המורכבת של מירנדה. זה יכול להיות מושפע מתהודה מסלולית, כוחות גאות ושפל, הסעה במעיים, בידול חלקי של כוח המשיכה והרחבת עניינם, כמו גם פרקים של קריוולקניזם.
הצפיפות שלו היא הנמוכה ביותר מבין העיקריותלוויינים של אורנוס: 1.15 ± 0.15 גרם/סמ"ק, שהוא די קרוב לצפיפות הקרח. תצפיות על פני השטח באינפרא אדום גילו קרח מים מעורבב עם סיליקטים וקרבונטים, וכן אמוניה (NH3) בכמות של 3%. בהתבסס על נתונים שהגיעו לוויאג'ר 2, התקבלה מסקנה שהסלעים מהווים 20-40% ממסת הלוויין.
לפי אחת ההשערות, הקרח על מירנדה נוצרקלטרט עם מתאן. בנוסף למתאן, קלתראטים מימיים יכולים ללכוד פחמן חד חמצני ומולקולות אחרות, וליצור חומר בעל תכונות בידוד תרמי טובות - המוליכות התרמית של הקלתרטים תהיה רק 2 עד 10% מהמוליכות התרמית של קרח רגיל.
לפיכך, הם יכולים לעכב את הזרימה ממעיים של חום הלוויין, המשתחרר שם במהלך ריקבון של יסודות רדיואקטיביים. במקרה זה ייקח כמאה מיליון שנים לחמם את הקרח ל 100 מעלות צלזיוס. ההתפשטות התרמית של הליבה עשויה להגיע ל -1%, מה שיוביל לפיצוח פני השטח. ההטרוגניות שלה נובעת אולי מההטרוגניות של זרימת האנרגיה התרמית מהמעיים.
האם יכולים להיות חיים בלוויינים האלה?
מחקר חדש מציע שכן.הוא הוצג לפגישת AGU: מדענים בראשותו של בנימין וייס, מדען פלנטרי ב- MIT, פיתחו שיטה למשימות עתידיות לאישור קיומם של אוקיינוסים תת קרקעיים בעולמות כמו אורנוס. באמצעות עבודה זו, הצוות מקווה להעמיק את ההבנה והידע שלנו על עולמות שעלולים להיות מיושבים.
השאלה העיקרית כאן היא היכןהאם סביבות מגורים במערכת השמש? גילוי האוקיאנוסים התת-קרקעיים באירופה ובאקסלדוס משאיר רבים מאיתנו תוהים אם עדיין ישנם ירחים שאמנם קטנים עדיין עשויים להיות חמים.
בנג'מין וייס, מדען פלנטרי ב-MIT
כיצד מצא מחבר היצירה מים על הלוויינים?
מחברי העבודה מאמינים כי רכסים, עמקים וקפלים על פני לוויינים יכולים להיות סילוני מים קפואים מהאוקיאנוסים הנסתרים. מדענים ערכו גם מחקר ומדדו את השדה המגנטי של אורנוס. כתוצאה מכך התברר שאם יש מים בעומק הלוויינים, ניתן לייצר שם זרם חשמלי בהשפעת שדה מגנטי.
לדבריהם, חמישה לוויינים הם מפגיניםסימני קריוולקניזם, כאשר בטמפרטורות סביבתיות נמוכות במיוחד לא מתפרצת לבה מותכת מההר הגעש, אלא מים, אמוניה, תערובות מתאן עם פחמימנים, חנקן וחומרים אחרים או תערובותיהם, במצב נוזלי וגם גזי.
בחינת תמונות שנשלחו בחלליותVoyager 2 בשנת 1986, החוקרים הבחינו כי חמשת הלוויינים הללו עשויים מחלקים שווים של סלע וקרח ומצוידים בכבדות במכתשים, וזו עדות למים נוזליים שעלולים להסתתר במעיים של גרמי השמיים.
מה עוד יש חוץ ממים?
מדענים חישבו את עוצמת השדה המגנטי של אורנוס וכי,איך זה ישפיע על כל אוקיינוסים מתחת לפני השטח של הלוויינים שלה. מחקרים הראו שאם יש מי מלח נוזליים במעמקי הלוויינים, אז בהשפעת שדה מגנטי ניתן לייצר בו זרם חשמלי.
וייס וצוותו השתמשו בתיאורטימודלים של השדה המגנטי של אורנוס כדי לחשב את השדות המגנטיים האפשריים המושרים של חמשת הלוויינים הגדולים ביותר של כוכב הלכת. השדה המגנטי המושרה של מירנדה נקבע כחזק ביותר - 300 ננוטסלה. למרות שזה לא מאשר את נוכחותם של אוקיינוסים על כוכבי הלכת, מירנדה, כמו גם אריאל, אומבריאל וטיטאניה, ככל הנראה גרמו שדות מגנטיים חזקים מספיק כדי להתגלות על ידי טכנולוגיית חלליות קיימת, אמר וייס בהצהרה.
מדענים אמרו גם כי האוקיאנוסים על ירחי אורנוס הם ככל הנראה עמוקים יותר מאשר על ירחי צדק, מכיוון שקליפת הקרח עבה יותר. אך אין זה אומר שלא ניתן לגלותם.
היכן התנאים המתאימים ביותר לחיים?
וייס, דן בסביבות שעלולות להיות ראויות למגורים במערכת השמש, הנקראת הירחים של אורנוס המתאימים ביותר במקרה ש"אם יש שם מים נוזליים והם מעט מלוחים, כמו מי האוקיינוס על כדור הארץ."
מדענים יוכלו להסיק מסקנות מדויקות יותר בשנת 2042, כאשר משימה מדעית תעבור לאורנוס.
קרא גם:
ראה את ה- ISS הטס בין צדק לשבתאי
להב הברק הבוהק ביותר זורח על כדור הארץ. מה המשמעות של זה עבור כדור הארץ?
"המחקר נכשל": בודקי ספוטניק V כבר לא יקבלו פלצבו