พบมหาสมุทรใต้ดินบนดวงจันทร์ของดาวยูเรนัส สามารถอาศัยอยู่ได้หรือไม่?

คุณพบน้ำบนดาวเทียมดวงใด

ดาวยูเรนัสมีดวงจันทร์ 27 ดวงรวมถึงดวงจันทร์ขนาดใหญ่ห้าดวง ได้แก่ ไททาเนียโอเบรอน

เมื่อยานวอยเอจเจอร์ 2 บินผ่านระบบดาวยูเรนัสในปี 1986 ได้ถ่ายภาพที่แสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์ขนาดใหญ่ทั้งห้าดวงนี้ประกอบด้วยทําจากหินและน้ําแข็งที่เท่ากันและหลุมอุกกาบาตอย่างหนัก

ภาพเหล่านี้ยังแสดงให้เห็นสัญญาณทางกายภาพของน้ำที่เป็นของเหลวที่ปะทุออกมาจากลำไส้และการแช่แข็งที่พื้นผิวซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า cryovolcanism

• ไททาเนีย

ไททาเนียเป็นบริวารที่ใหญ่ที่สุดของดาวยูเรนัสและเป็นดาวเทียมที่ใหญ่เป็นอันดับแปดในระบบสุริยะ ค้นพบโดยวิลเลียมเฮอร์เชลเมื่อวันที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2330 (หกปีหลังจากการค้นพบดาวมฤตยู)

เช่นเดียวกับดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวยูเรนัสไททาเนียน่าจะเกิดขึ้นจากดิสก์สะสมที่ล้อมรอบดาวเคราะห์ในระหว่างการก่อตัว ไททาเนียประกอบด้วยหินและน้ำแข็งในปริมาณที่เท่า ๆ กันและมีแนวโน้มที่จะแตกต่างออกไปเป็นแกนหินและเสื้อคลุมน้ำแข็ง

พื้นผิวของไททาเนียค่อนข้างมืดด้วยโทนสีแดง และภูมิประเทศของมันมีรูปร่างจากผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง รวมถึงกระบวนการภายนอกดวงจันทร์ถูกปกคลุมด้วยหลุมอุกกาบาตจํานวนมากที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 326 กิโลเมตร

มีแนวโน้มว่าจะเกิดภายในระยะแรกการฟื้นฟูพื้นผิวซึ่งลบพื้นผิวเก่าที่เป็นลังหนัก พื้นผิวของไททาเนียถูกตัดด้วยระบบของหุบเขาและหน้าผาขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นระหว่างการยืดตัวของเปลือกโลกอันเป็นผลมาจากการขยายตัวของการตกแต่งภายในในช่วงแรก ๆ ในประวัติศาสตร์

• Oberon

Oberon เป็นดาวเทียมที่ใหญ่เป็นอันดับสองและมีขนาดใหญ่ที่สุดของดาวยูเรนัสและเป็นดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่เก้าในระบบสุริยะ หรือที่เรียกว่า Uranus IV ค้นพบโดย William Herschel ในปี 1787

มีแนวโน้มว่า Oberon ก่อตัวจากดิสก์สะสมที่ล้อมรอบดาวยูเรนัสทันทีหลังจากการก่อตัว เพื่อนร่วมทางประกอบด้วยหินและน้ำแข็งในปริมาณที่เท่ากันและอาจแตกต่างกันเป็นแกนหินและเสื้อคลุมน้ำแข็ง อาจมีชั้นน้ำเหลวอยู่ที่ขอบ

พื้นผิวของ Oberon มีสีเข้มและมีสีแดงความโล่งใจส่วนใหญ่เกิดจากผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยและดาวหางซึ่งสร้างหลุมอุกกาบาตจำนวนมากที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 210 กม. Oberon มีระบบของหุบเขา (grabens) ที่เกิดขึ้นระหว่างการขยายตัวของเปลือกโลกอันเป็นผลมาจากการขยายตัวของบาดาลในช่วงแรก ๆ ในประวัติศาสตร์

โอเบรอนประกอบด้วยน้ําแข็งน้ําในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณและส่วนประกอบที่ไม่ใช่น้ําแข็งหนักซึ่งสามารถการปรากฏตัวของน้ําแข็งน้ํา (ในรูปแบบของผลึกบนพื้นผิวของดาวเทียม) ก็แสดงให้เห็นโดยการสังเกตด้วยสเปกโตรกราฟีที่อุณหภูมิต่ํามากตามแบบฉบับของดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสน้ําแข็งจะกลายเป็นเหมือนหิน

แถบดูดซับในซีกของทาสแข็งแกร่งกว่าผู้นำในขณะที่ดาวเทียมดวงอื่นของดาวยูเรนัสมีลักษณะตรงกันข้าม ไม่ทราบสาเหตุของความแตกต่างของซีกโลกนี้ บางทีความจริงก็คือซีกโลกชั้นนำมีความอ่อนไหวต่อผลกระทบของดาวตกซึ่งจะกำจัดน้ำแข็งออกไป วัสดุสีเข้มอาจเกิดขึ้นจากผลของรังสีไอออไนซ์ที่มีต่อสารอินทรีย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อก๊าซมีเทนที่มีอยู่ในองค์ประกอบของคลาเตรต

• อัมเบรียล

Umbriel เป็นดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ดาวยูเรนัสค้นพบโดย William Lassell เมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 1851 Umbriel ส่วนใหญ่ประกอบด้วยมันอาจมีแกนหินปกคลุมด้วยเสื้อคลุมน้ําแข็งในแง่ของขนาด Umbriel เป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสามของดาวยูเรนัสและมีพื้นผิวที่มืดที่สุดสะท้อนแสงตกกระทบเพียง 16%

อุมเบรียลซึ่งปกคลุมด้วยหลุมอุกกาบาตกระแทกจํานวนมากที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 210 กิโลเมตร ครอบครองอันดับสองในบรรดาดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสในแง่ของจํานวนหลุมอุกกาบาต (หลังจากโอเบรอน)อุมเบรียลเช่นเดียวกับดวงจันทร์ทั้งหมดของดาวยูเรนัสเชื่อว่าก่อตัวขึ้นในดิสก์สะสมรอบดาวเคราะห์หลังจากการก่อตัวของ มัน

Umbriel เป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสามและใหญ่เป็นอันดับสี่ของดาวยูเรนัสความหนาแน่นของมันคือ 1.39 g / cm3 จากนี้เป็นไปตามที่ดาวเทียมส่วนใหญ่ประกอบด้วยทําจากน้ําแข็งน้ําและส่วนประกอบที่หนาแน่นกว่าคิดเป็นประมาณ 40% ของมวลส่วนประกอบเหล่านี้สามารถเป็นหินและสารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ําหนักโมเลกุลสูงที่เรียกว่าโทลิน

ด้วยความช่วยเหลือของสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดน้ําแข็งถูกตรวจพบบนพื้นผิวและแถบการดูดซึมในซีกโลกหน้านั้นเด่นชัดกว่าในซีกโลกหลังสาเหตุของความไม่สมมาตรนี้ไม่เป็นที่รู้จัก แต่สันนิษฐานว่าอาจเกิดจากการทิ้งระเบิดของพื้นผิวโดยอนุภาคที่มีประจุจากแมกนีโตสเฟียร์ของดาวยูเรนัสซึ่งทําหน้าที่ดังนี้:กล่าวคือซีกโลกหลัง (เนื่องจากการหมุนร่วมกันของดาวเคราะห์และพลาสมา)

อนุภาคเหล่านี้จะพ่นน้ำแข็งสลายก๊าซมีเทนที่มีอยู่ในนั้น (กลายเป็นคลาเทรต) และทำหน้าที่กับสารอินทรีย์อื่น ๆ ทำให้เหลือคราบสีเข้มที่อุดมไปด้วยคาร์บอน

• แอเรียล

แอเรียลเป็นบริวารที่ใหญ่เป็นอันดับสี่ของดาวยูเรนัส เปิดเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2394 โดย William Lassell

เอเรียลเป็นหนึ่งในดวงจันทร์ทรงกลมที่เล็กที่สุดในระบบสุริยะ (ใหญ่เป็นอันดับ 14 จาก 19)ในบรรดาดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสมันใหญ่เป็นอันดับสี่ (จากดวงจันทร์ขนาดใหญ่ห้าดวงมีเพียงมิแรนดาเท่านั้นที่มีขนาดเล็กกว่า) และมีบันทึก albedo

ประกอบด้วยน้ําแข็งประมาณครึ่งหนึ่งและหินครึ่งก้อนและอาจแยกความแตกต่างออกเป็นแกนหินและเสื้อคลุมน้ําแข็งเช่นเดียวกับดวงจันทร์ขนาดใหญ่ของดาวยูเรนัสเอเรียลน่าจะก่อตัวขึ้นจากดิสก์การเร่งความเร็วที่ล้อมรอบดาวเคราะห์เป็นครั้งแรกหลังจากการก่อตัว

แอเรียลมีการบรรเทาพื้นผิวที่ซับซ้อน - แข็งแกร่งพื้นที่ปล่องภูเขาไฟถูกข้ามไปตามหน้าผาหุบเขาและเทือกเขา มีร่องรอยของกิจกรรมทางธรณีวิทยาที่อายุน้อยกว่าดวงจันทร์อื่น ๆ ของดาวยูเรนัส แหล่งที่มาของพลังงานสำหรับมันส่วนใหญ่คือความร้อนจากน้ำขึ้นน้ำลง

วงโคจรของแอเรียลเช่นเดียวกับดาวเทียมขนาดใหญ่อื่น ๆ ของดาวยูเรนัสอยู่ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ ดังนั้นดาวเทียมเหล่านี้จึงมีการส่องสว่างที่เปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลอย่างมาก

นอกจากน้ำน้ำแข็งแล้วยังใช้อินฟราเรดอีกด้วยสเปกโทรสโกปีบนแอเรียลเผยให้เห็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งมีความเข้มข้นส่วนใหญ่ในซีกโลกด้านหลัง บนดาวเทียมของดาวยูเรนัสดวงนี้ สามารถมองเห็นได้ในระหว่างการสังเกตดังกล่าวได้ดีกว่า (และถูกค้นพบก่อนหน้านี้) มากกว่าดาวเทียมอื่นๆ ทั้งหมด

ต้นกำเนิดของคาร์บอนไดออกไซด์ยังไม่ชัดเจนนักมันอาจจะก่อตัวบนพื้นผิวจากคาร์บอเนตหรืออินทรียวัตถุภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์หรือไอออนที่มาจากสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัส

หลังสามารถอธิบายความไม่สมมาตรในการกระจายของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหนือพื้นผิวของดาวเทียมเนื่องจากไอออนเหล่านี้กำลังทิ้งระเบิดไปยังซีกโลกของทาส อีกแหล่งที่เป็นไปได้คือการย่อยสลายของน้ำแข็งในบาดาลของแอเรียล ในกรณีเช่นนี้การปล่อย CO2 อาจเกิดจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาในอดีตของดาวเทียม

• มิแรนดา

มิแรนดา (Uranus V) เป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่ที่ใกล้ที่สุดและเล็กที่สุดในห้าดวงของดาวยูเรนัส ค้นพบในปี 1948 โดย Gerard Kuiper

แกนการหมุนของมิรันดาเหมือนกับขนาดใหญ่อื่นๆดาวเทียมของดาวยูเรนัสเกือบจะอยู่ในระนาบของวงโคจรของโลก และสิ่งนี้นำไปสู่วัฏจักรตามฤดูกาลที่แปลกประหลาดมาก มิแรนดาน่าจะก่อตัวขึ้นจากจานสะสมมวลสาร (หรือเนบิวลา) ที่มีอยู่รอบดาวยูเรนัสเป็นระยะเวลาหนึ่งหลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ หรือก่อตัวขึ้นในระหว่างการชนที่รุนแรง ซึ่งอาจส่งผลให้แกนหมุนของดาวยูเรนัสเอียงได้มาก (97.86 °)

ในขณะเดียวกัน มิแรนดาก็มีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดากลุ่มใหญ่ดาวเทียมของวงโคจรของดาวยูเรนัสเอียงไปยังเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์: 4.338° พื้นผิวดวงจันทร์อาจประกอบด้วยน้ำแข็งผสมกับซิลิเกต คาร์บอเนต และแอมโมเนีย

น่าทึ่งมากที่ดาวเทียมดวงเล็กๆ ดวงนี้มีรูปแบบการบรรเทาที่หลากหลาย (โดยปกติแล้วร่างกายขนาดนี้จะมีพื้นผิวที่สม่ำเสมอมากกว่าเนื่องจากขาดกิจกรรมภายนอก) มีที่ราบกลิ้งกว้างใหญ่ที่เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาตและมีรอยเลื่อน หุบเขา และหน้าผาสูงชันขวางกั้น

มองเห็นบริเวณที่ผิดปกติสามจุดบนพื้นผิวขนาดมากกว่า 200 กม. (ที่เรียกว่าครอบฟัน) การก่อตัวทางธรณีวิทยาเหล่านี้ตลอดจนการเอียงของวงโคจรที่มีขนาดใหญ่อย่างน่าประหลาดใจชี้ให้เห็นถึงประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาที่ซับซ้อนของมิแรนดา อาจได้รับอิทธิพลจากการสั่นพ้องของวงโคจรแรงคลื่นการพาความร้อนในบาดาลความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงบางส่วนและการขยายตัวของสสารรวมทั้งตอนของ cryovolcanism

 ความหนาแน่นของมันต่ำที่สุดในบรรดาความหนาแน่นหลักดาวเทียมของดาวยูเรนัส: 1.15 ± 0.15 g/cm3 ซึ่งค่อนข้างใกล้กับความหนาแน่นของน้ำแข็ง การสังเกตพื้นผิวในช่วงอินฟราเรดเผยให้เห็นน้ำแข็งที่ผสมกับซิลิเกตและคาร์บอเนต รวมถึงแอมโมเนีย (NH3) ในปริมาณ 3% จากข้อมูลที่ได้รับจากยานโวเอเจอร์ 2 สรุปได้ว่าหินเหล่านี้คิดเป็น 20-40% ของมวลดาวเทียม

ตามสมมติฐานข้อหนึ่ง น้ำแข็งบนมิแรนดาก่อตัวขึ้นคลาเทรตกับมีเทน นอกจากมีเธนแล้ว คลาเทรตที่เป็นน้ำยังสามารถจับคาร์บอนมอนอกไซด์และโมเลกุลอื่นๆ ทำให้เกิดเป็นสารที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนที่ดี ค่าการนำความร้อนของคลาเทรตจะอยู่ที่เพียง 2 ถึง 10% ของค่าการนำความร้อนของน้ำแข็งธรรมดา

ดังนั้นพวกเขาสามารถขัดขวางการไหลออกจากลำไส้ของความร้อนจากดาวเทียมซึ่งถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวขององค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี ในกรณีนี้จะใช้เวลาประมาณ 100 ล้านปีในการทำให้น้ำแข็งร้อนถึง 100 ° C การขยายตัวทางความร้อนของแกนกลางอาจถึง 1% ซึ่งจะนำไปสู่การแตกร้าวของพื้นผิว ความแตกต่างของมันอาจเกิดจากความแตกต่างของการไหลของพลังงานความร้อนจากบาดาล

จะมีชีวิตบนดาวเทียมเหล่านี้ได้หรือไม่?

การวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าใช่เขาถูกนำเสนอต่อที่ประชุม AGU: นักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยเบนจามินไวส์นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ MIT ได้พัฒนาวิธีการสำหรับภารกิจในอนาคตเพื่อยืนยันการมีอยู่ของมหาสมุทรใต้ผิวโลกบนโลกเช่นดาวยูเรนัส ทีมงานยังหวังที่จะทำความเข้าใจและความรู้เกี่ยวกับโลกที่น่าอยู่อาศัยให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นด้วยการทำงานนี้

คำถามหลักที่นี่คือที่ไหนสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยในระบบสุริยะหรือไม่? การค้นพบมหาสมุทรใต้ผิวดินบนยูโรปาและเอนเซลาดัสทำให้พวกเราหลายคนสงสัยว่ายังมีดวงจันทร์ที่แม้จะมีขนาดเล็ก แต่ก็ยังคงอบอุ่นอยู่

เบนจามิน ไวส์ นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่ง MIT

ผู้เขียนงานพบน้ำบนดาวเทียมได้อย่างไร?

ผู้เขียนงานเชื่อว่าสันเขาหุบเขาและรอยพับบนพื้นผิวของดาวเทียมอาจเป็นไอพ่นน้ำแช่แข็งจากมหาสมุทรที่ซ่อนอยู่ นักวิทยาศาสตร์ยังทำการวิจัยและวัดสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัส ด้วยเหตุนี้จึงเห็นได้ชัดว่าหากมีน้ำอยู่ในส่วนลึกของดาวเทียมจะสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าที่นั่นได้ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกมันแสดงให้เห็นถึงดาวเทียมห้าดวงสัญญาณของการแช่แข็งเมื่ออยู่ภายใต้อุณหภูมิแวดล้อมที่ต่ำมากไม่ใช่ลาวาหลอมเหลวที่ปะทุออกมาจากภูเขาไฟ แต่เป็นน้ำแอมโมเนียสารผสมของมีเทนกับไฮโดรคาร์บอนไนโตรเจนและสารอื่น ๆ หรือของผสมทั้งในสถานะของเหลวและก๊าซ

ตรวจสอบภาพที่ส่งโดยยานอวกาศนักวิจัยพบว่ายานโวเอเจอร์ 2 ในปี 1986 ได้สังเกตเห็นว่าดาวเทียมทั้งห้าดวงนี้ทำจากหินและน้ำแข็งเท่า ๆ กันและมีหลุมอุกกาบาตซึ่งเป็นหลักฐานของน้ำเหลวที่อาจซ่อนตัวอยู่ในลำไส้ของวัตถุท้องฟ้า

มีอะไรอีกบ้างนอกจากน้ำ?

นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณความแรงของสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสแล้วจะส่งผลกระทบอย่างไรต่อมหาสมุทรใด ๆ ที่อยู่ใต้พื้นผิวของดาวเทียม จากการศึกษาพบว่าหากมีน้ำเกลือเหลวอยู่ในส่วนลึกของดาวเทียมจากนั้นภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กจะสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าในนั้นได้

ไวส์และทีมงานของเขาใช้ทฤษฎีแบบจำลองสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสเพื่อคำนวณสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำที่เป็นไปได้ของดาวเทียมที่ใหญ่ที่สุดห้าดวงของโลก สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำของมิแรนดาถูกกำหนดให้มีความรุนแรงที่สุด—300 นาโนเทสลา แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ได้ยืนยันการมีอยู่ของมหาสมุทรบนดาวเคราะห์ดวงนี้ แต่มิแรนดา เช่นเดียวกับแอเรียล อัมเบรียล และไททาเนีย มีแนวโน้มว่าจะชักนำให้เกิดสนามแม่เหล็กแรงพอที่จะตรวจจับได้โดยเทคโนโลยียานอวกาศที่มีอยู่ ไวส์กล่าวในแถลงการณ์

นักวิทยาศาสตร์ยังกล่าวอีกว่ามหาสมุทรบนดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสน่าจะลึกกว่าดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีเนื่องจากเปลือกน้ำแข็งหนาขึ้น แต่ไม่ได้หมายความว่าไม่สามารถตรวจพบได้

เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตอยู่ที่ไหน?

Weiss พูดคุยเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมที่อาจเอื้ออาศัยได้ระบบสุริยะ เรียกว่าดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสเหมาะที่สุดในกรณีที่ “ถ้ามีน้ำของเหลวอยู่ที่นั่นและมีรสเค็มเล็กน้อยเหมือนน้ำทะเลบนโลก” 

นักวิทยาศาสตร์จะสามารถสรุปข้อสรุปที่แม่นยำยิ่งขึ้นในปี 2042 เมื่อภารกิจทางวิทยาศาสตร์ไปที่ดาวมฤตยู

อ่านเพิ่มเติม:

ดูสถานีอวกาศนานาชาติที่บินระหว่างดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์

เปลวไฟที่สว่างที่สุดส่องแสงบนโลก สิ่งนี้มีความหมายต่อโลกอย่างไร?

"การศึกษาล้มเหลว": ผู้ทดสอบ Sputnik V จะไม่ได้รับการฉีดยาหลอกอีกต่อไป