Ślady paliwa rakietowego znaleziono na księżycu Saturna Rhea. Skąd to pochodzi?

Co naukowcy wiedzą o księżycu Saturna Rhea?

Rhea jest drugim co do wielkości satelitą Saturna, ale ma średnią

przy promieniu 764 km jest to mniej niżjedna trzecia promienia największego księżyca Saturna, Tytana. Rhea to małe, zimne i pozbawione powietrza ciało, bardzo podobne do siostrzanych księżyców - Dione i Tetydy. Podobnie jak w przypadku pozostałych dwóch księżyców, Rhea jest zsynchronizowana pływowo w fazie ze swoją planetą macierzystą – jedną stroną zawsze zwróconą w stronę Saturna – gdy kończy swoją orbitę trwającą 4,5 dnia ziemskiego. Temperatura powierzchni Rhei jest również podobna do temperatury Dione i Tetydy: -174°C w obszarach nasłonecznionych i -220°C w obszarach zacienionych. Rhea ma wysoki współczynnik odbicia (lub albedo geometryczne). Sugeruje to, że jego powierzchnia składa się głównie z lodu wodnego.

Rhea znajduje się w odległości 527 tys.mile dalej od Saturna niż Dion i Tethys. Z tego powodu Rhea nie otrzymuje wystarczających wibracji pływowych od Saturna do wewnętrznego ogrzewania. Ponadto Rhea jest bardziej dotknięta kraterami niż Dione i Tethys.

Cechy powierzchniowe i atmosferyczne

Rea wydawała się astronomom małą kropkąprzed obserwacjami Voyagera (1 i 2) w latach 1980 i 1981. Zdjęcia wykonane przez sondę kosmiczną pokazały, że powierzchnię Rhei można podzielić na dwa obszary: oświetlony obszar usiany kraterami o średnicy ponad 40 km oraz drugi typ obszaru w częściach regionów polarnych i równikowych z kraterami o mniejszej średnicy. Wygląda na to, że „ponowne pojawienie się” miało miejsce dawno temu w historii Rhei. Było to jednak dawno temu; uważa się, że średni wiek równin wynosi około 4 miliardów lat.

Obrazy Voyagera również okazały się tajemniczeliniowe „cienkie” linie o długości od dziesiątek do setek mil, często przecinające równiny i kratery. W 2006 roku zdjęcia ze statku kosmicznego Cassini pokazały, że obszary te były szczelinami przypominającymi kaniony. Takie skały wskazują, że Rhea mogła być w przeszłości aktywna tektonicznie. Ten typ cech powierzchni występuje również na Dione i Tethys.

Sonda Cassini odkryła bardzocienka atmosfera - egzosfera wypełniona tlenem i dwutlenkiem węgla wokół Rhei w 2010 roku. Był to pierwszy raz, kiedy statek kosmiczny bezpośrednio przechwycił cząsteczki atmosfery tlenowej – choć bardzo rzadkiej – na świecie innym niż Ziemia.

Tlen na powierzchni Rhei jest około 5 bilionów razy mniej gęsty niż ten, który mamy na Ziemi.

Jak Rhea zdobyła swoje imię?

Księżyc Saturna został nazwany na cześć Tytanii w starożytnej mitologii greckiej - Rei, matki bogów olimpijskich (w tym Zeusa), córki Urana i Gai. Jej mężem był Kronos (rzymski Saturn). 

Cassini nazwał Rheę jedną z czterech SideraLodoicea (Gwiazdy Ludwika) po królu Ludwiku XIV (pozostałe trzy to Tethys, Dione i Iapetus). Astronomowie nazywają również Rhea Saturn V, co oznacza piąty księżyc w pewnej odległości od Saturna. Miejsca geologiczne w Rhea zwykle wywodzą swoje nazwy od ludzi, a miejsca z mitów o stworzeniu. Obecnie Międzynarodowa Unia Astronomiczna kontroluje nazewnictwo ciał astronomicznych.

Główna tajemnica Rhea

Drugim co do wielkości księżycem Saturna jest Rhea, jeden z nichnajdziwniejsze ciała niebieskie. Ten księżyc ma pierścienie soi jak Saturn. Te pierścienie są pierwszymi odkrytymi wokół Księżyca. Jednak wyjątkowe cechy Rhea nie kończą się na tym - wcześniejsze badania spektroskopowe wykazały niezidentyfikowaną substancję na jej powierzchni.

A teraz stare dane Cassini mogą rozwiązać tę wieloletnią zagadkę. Nowe odkrycia opisano szczegółowo w badaniu opublikowanym w Science Advances.

Tajemnica powierzchni Rhea zaczęła się niecodekady temu, kiedy sonda NASA Cassini przeleciała nad Rheą w ramach swojej misji eksploracji Saturna i jego księżyców. Przeprowadził analizę spektrograficzną, zbierając dane z ultrafioletowych obrazów księżyca i jego składu chemicznego, potwierdzając, że jego powierzchnia jest pokryta lodem. Ale dane wykazały również obecność niemożliwego do zidentyfikowania materiału.

Jak naukowcy dokonali odkrycia?

Bhalamurugan Sivaraman – profesor nadzwyczajny laboratoriumPhysic Research in India i współautor nowego badania. W wywiadzie dla Inverse wyjaśniła, w jaki sposób zespół próbował zbadać chemiczną naturę tego tajemniczego sygnału. Aby to zrobić, naukowcy powrócili do oryginalnych danych Cassini.

„Wykorzystaliśmy dane z archiwum Cassini, aby dokładnie zrozumieć, co się dzieje” – mówi Sivaraman.

Zespół odpowiedzialny za nowe badaniaPrzeanalizował dane zebrane podczas przelotu sondy Cassini i przeprowadził eksperymenty laboratoryjne, aby przetestować różne cząsteczki i sprawdzić, które z nich mogą wytwarzać nieznany sygnał.

Co oni znaleźli?

P.Po zbadaniu potencjalnych kandydatów naukowcy zW końcu znaleźli prawdopodobnego winowajcę: hydrazynę. Hydrazyna to związek nieorganiczny, bezbarwna ciecz o tym samym ostrym zapachu co amoniak. H₂N – NH₂ jest niezwykle toksyczną, wysoce higroskopijną cieczą. Tutaj na Ziemi wykorzystuje się go w farmaceutykach, agrochemikaliach oraz jako paliwo rakietowe do statków kosmicznych.Według badań jest to pierwszy przypadek wykrycia takiego związku na Księżycu.

Aby zrozumieć, skąd mogła pochodzić hydrazyna, Sivaraman i jego koledzy zasadniczo próbowali odtworzyć warunki panujące na powierzchni Rhea w laboratorium.

Co ciekawe, sugeruje ta symulacjaże księżycowy sąsiad Rei, Tytan, największy księżyc Saturna, może być powiązany z obecnością hydrazyny. Naukowcy spekulują, że Tytan może emitować cząsteczki azotu (N) w kierunku Rhea, które są następnie przekształcane w hydrazynę w wyniku interakcji księżyca.

Ta interakcja dwóch księżyców jest dużarzadkość w naszym Układzie Słonecznym. Biorąc jednak pod uwagę rozmiar Tytana, jest prawdopodobne, że Księżyc będzie miał pewien wpływ na otaczające go obiekty.

Jaki jest wynik finansowy?

Biorąc pod uwagę, że jest to pierwsze wykrycie hydrazynyna Księżycu zespół odpowiedzialny za badanie chce kontynuować obserwacje innych księżyców, aby sprawdzić, czy hydrazyna powstaje w innym miejscu Układu Słonecznego. Podejrzewają również, że może istnieć jeszcze nieznany skład chemiczny.

Ta konkretna praca pomaga nam zidentyfikować inną cząsteczkę, o której istnieniu naukowcy wcześniej nie wiedzieli.

Czytaj więcej

Spójrz na 8 bilionów pikseli obrazu Marsa

Budowany jest atomowy silnik rakietowy do lotów na Marsa. Jak to jest niebezpieczne?

Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić