На супутниках Урана знайшли підземні океани. Вони можуть бути населеними?

На яких супутниках знайшли воду?

У Урана 27 місяців, в тому числі п'ять особливо великих супутників - Титания, Оберон,

Умбріель, Аріель і Міранда.Коли «Вояджер-2» пролетів над системою Урана в 1986 році, він зробив знімки, які показали, що ці п'ять великих лун складаються з рівних частин каменю і льоду і сильно зриті кратерами.

Ці зображення також показали фізичні ознаки рідкої води, що проривається з надр і замерзає на поверхні, такий процес називається кріовулканізма.

  • Титания

Титания - найбільший супутник Урана і восьмий за розміром супутник в Сонячній системі. Відкрито Вільямом Гершелем 11 січня 1787 роки (через шість років після відкриття їм Урана).

Як і всі найбільші супутники Урана, Титанія,ймовірно, утворилася з аккреционного диска, що оточував планету за часів її формування. Титания складається з приблизно рівної кількості каменю і льоду і, ймовірно, диференційована на кам'яне ядро ​​і крижану мантію.

Поверхня Титании щодо темна зчервонуватим відтінком. Її рельєф був сформований як ударами астероїдів і комет, так і ендогенними процесами. Супутник покритий численними кратерами, що досягають 326 кілометрів у діаметрі.

Ймовірно, на Титані сталося раннє ендогенневідновлення поверхні, яке стерло її стару, сильно поцятковану кратерами, поверхню. Поверхня Титании прорізана системою величезних каньйонів і обривів, що утворилися при розтягуванні кори в результаті розширення надр на ранньому етапі її історії.

  • Оберон

Оберон - другий за розміром і масою супутник Урана і дев'ятий по масі супутник в Сонячній системі. Відомий також як «Уран IV». Відкрито Вільямом Гершелем в 1787 році.

Цілком ймовірно, що Оберон сформувався заккреционного диска, що оточував Уран відразу після освіти. Супутник складається приблизно з рівної кількості каменю і льоду і, ймовірно, диференційований на кам'яне ядро ​​і крижану мантію. На їх кордоні, можливо, є шар рідкої води.

Поверхня Оберона темна з червоним відтінком.Його рельєф формувався в основному ударами астероїдів і комет, які створили численні, до 210 км в діаметрі, кратери. Оберон володіє системою каньйонів (грабенов), що утворилися при розтягуванні кори в результаті розширення надр на ранньому етапі його історії.

Оберон складається приблизно в рівних кількостях зводяного льоду і важких неледяних складових, які можуть включати камінь і органіку. Наявність водяного льоду (у вигляді кристалів на поверхні супутника) показали і спектрографические спостереження. При наднизьких температурах, характерних для супутників Урана, лід стає подібним каменю.

Його абсорбція смуги на відомому півкулісильніше, ніж на провідному, тоді як у інших супутників Урана - навпаки. Причина цієї відмінності півкуль невідома. Можливо, справа в тому, що провідне півкуля більш схильне метеоритним ударам, які видаляють з нього лід. Темний матеріал міг утворитися в результаті впливу іонізуючого випромінювання на органічні речовини, зокрема, на метан, присутній там в складі клатратов.

  • Умбріель

Умбріель - супутник планети Уран, відкритийВільямом Лассель 24 жовтня 1851 року. Умбріель в основному складається з льодів з істотною часткою каменю. Можливо, він має кам'яне ядро, вкрите крижаною мантією. За розмірами Умбріель займає третє місце серед супутників Урана і володіє найтемнішої поверхнею, відображаючи всього 16% падаючого світла.

Умбріель, покритий численними ударнимикратерами, що досягають 210 кілометрів у діаметрі, займає друге місце серед супутників Урана за кількістю кратерів (після Оберона). Умбріель, як і всі супутники Урана, ймовірно утворився в аккреційному диску, що оточував планету відразу після її формування.

Умбріель - третій за розміром і четвертий по масісупутник Урана. Його щільність - 1,39 г / см3. З цього випливає, що супутник в значній мірі складається з водяного льоду, а більш щільні компоненти складають близько 40% його маси. Ці компоненти можуть являти собою камені, а також високомолекулярні органічні сполуки, відомі як Толині.

За допомогою інфрачервоної спектроскопії наповерхні виявлений водяний лід. Його абсорбція смуги на передньому півкулі виражені сильніше, ніж на задньому. Причини такої асиметрії невідомі, але передбачається, що це може бути викликано бомбардуванням поверхні зарядженими частинками з магнітосфери Урана, яка діє саме на заднє півкуля (внаслідок спільного обертання планети і плазми).

Ці частинки розпилюють лід, розкладаючи міститься в ньому (утворює клатрат) метан і впливають на інші органічні речовини, залишаючи темний залишок, багатий вуглецем.

  • Аріель

Аріель - четвертий за величиною супутник Урана. Відкритий 24 жовтня 1851 року Вільямом Лассель.

Аріель - один з найменших кулястихсупутників в Сонячній системі (14-й за розміром з 19). Серед супутників Урана він четвертий за розміром (з п'яти великих супутників менше нього тільки Міранда) і має рекордну альбедо.

Він складається приблизно наполовину з льоду інаполовину з каменю і, цілком можливо, диференційований на кам'яне ядро ​​і крижану мантію. Як і всі великі супутники Урана, Аріель, ймовірно, утворився з аккреционного диска, що оточував планету перший час після її формування.

У Аріеля складний рельєф поверхні - сильнократерірованние ділянки пересічені обривами, каньйонами і гірськими хребтами. На ньому є молодші, ніж на інших супутниках Урана, сліди геологічної активності. Джерелом енергії для неї, швидше за все, був приливний нагрів.

Орбіта Аріеля, як і інших великих супутників Урана, лежить в площині екватора планети. Тому ці супутники схильні до екстремальних сезонних змін освітленості.

Крім водяного льоду, за допомогою інфрачервоноїспектроскопії на Аріель був виявлений вуглекислий газ (CO2), який сконцентрований в основному на відомому півкулі. На цьому супутнику Урана він проглядається в ході таких спостережень краще (і був відкритий раніше), ніж на всіх інших.

Походження вуглекислого газу не цілком ясно.Він міг утворитися на поверхні з карбонатів або органічних речовин під впливом сонячного ультрафіолетового випромінювання або іонів, які прибувають з магнітосфери Урана.

Останнє може пояснити асиметрію врозподілі вуглекислого газу по поверхні супутника, тому що ці іони бомбардують саме ведене півкуля. Інше можливе джерело - дегазація водяного льоду в надрах Аріеля. В такому випадку вивільнення CO2 може бути наслідком минулого геологічної активності супутника.

  • Міранда

Міранда (Уран V) - найближчий і найменший з п'яти великих супутників Урана. Відкрито в 1948 році Джерардом Койпером.

Вісь обертання Міранди, як і інших великихсупутників Урана, лежить майже в площині орбіти планети, і це призводить до дуже своєрідним сезонним циклам. Сформувалася Міранда, швидше за все, з аккреционного диска (або туманності), який небудь існував навколо Урана протягом якогось часу після формування планети, або утворився при потужному зіткненні, яке, ймовірно, і дало Урану великий нахил осі обертання (97,86 °).

Тим часом у Міранди найбільше серед великихсупутників Урана нахил орбіти до екватору планети: 4,338 °. Поверхня супутника, ймовірно, складається з водяного льоду, змішаного з силікатами, карбонатами і аміаком.

Дивно, що цей маленький супутник володієвеликою різноманітністю форм рельєфу (зазвичай у тел такого розміру поверхню більш однорідна через відсутність ендогенної активності). Там є просторі горбисті рівнини, всіяні кратерами і пересічені мережею розломів, каньйонів і крутих уступів.

На поверхні видно три незвичайні областірозміром більше 200 км (так звані вінці). Ці геологічні утворення, як і дивно велика нахил орбіти, вказують на складну геологічну історію Міранди. На неї могли впливати орбітальні резонанси, приливні сили, конвекція в надрах, часткова гравітаційна диференціація і розширення їх речовини, а також епізоди кріовулканізма.

Її щільність найменша серед основних супутниківУрана: 1,15 ± 0,15 г / см3, що досить близько до щільності льоду. Спостереження поверхні в інфрачервоному діапазоні дозволили виявити водяний лід, змішаний з силікатами і карбонатами, а також аміак (NH3) в кількості 3%. На підставі даних, отриманих "Вояджером-2», був зроблений висновок, що камені складають 20-40% маси супутника.

За однією з гіпотез, лід на Міранді утворюєклатрат з метаном. Крім метану, водні клатрати можуть захоплювати окис вуглецю та інші молекули, утворюючи речовину з хорошими теплоізоляційними властивостями - теплопровідність клатратов складе лише від 2 до 10% теплопровідності звичайного льоду.

Таким чином, вони можуть перешкоджати відтоку знадр супутника тепла, яке виділяється там при розпаді радіоактивних елементів. В такому випадку знадобилося б близько 100 млн років для нагрівання льоду до 100 ° C. Теплове розширення ядра могло досягти 1%, що привело б до розтріскування поверхні. Її неоднорідність, можливо, пояснюється неоднорідністю потоку теплової енергії з надр.

На цих супутниках може бути життя?

Нове дослідження припускає, що так.Його представили зустрічі AGU: вчені на чолі з Бенджаміном Вайсом, планетології з Массачусетського технологічного інституту, розробили метод для майбутніх місій, щоб підтвердити існування підповерхневих океанів на таких світах, як супутники Урана. За допомогою цієї роботи команда також сподівається поглибити наше розуміння і знання потенційно населених світів.

Головне питання тут полягає в тому, дезнаходяться населені середовища в Сонячній системі? Відкриття підповерхневих океанів на Європі і Енцеладі змушує багатьох з нас задуматися, чи є ще місяця, які, хоча і малі, але все ще можуть бути теплими.

Бенджамін Вайс, планетолог з Массачусетського технологічного інституту

Як автора роботи знайшли на супутниках воду?

Автори роботи вважають, що хребти, долини іскладки на поверхні супутників можуть бути замерзлими водяними струменями з прихованих океанів. Також вчені провели дослідження і виміряли магнітне поле Урана. В результаті стало ясно, що якщо в глибинах супутників є вода, то під впливом магнітного поля там може вироблятися електричний струм.

П'яти супутників, говорять вчені, вони демонструютьознаки кріовулканізма, коли в умовах вкрай низьких температур навколишнього середовища з вулкана вивергається НЕ розплавлена ​​лава, а вода, аміак, суміші метану з вуглеводнями, азот та інші речовини або їх суміші, як в рідкому, так і в газоподібному стані.

Вивчаючи знімки, надіслані космічним апаратом«Вояджер-2» в 1986 році, дослідники помітили, що ці п'ять супутників складаються з рівних частин каменю і льоду і сильно зриті кратерами, що є свідченням рідкої води, яка може ховатися в надрах небесних тіл.

Що там є ще крім води?

Вчені вирахували силу магнітного поля Урана і то,як це вплине на будь-які океани під поверхнею його супутників. Дослідження показали, що якщо в глибинах супутників є рідка солона вода, то під впливом магнітного поля в ній може генеруватися електричний струм.

Вайс і його команда використовували теоретичнімоделі магнітного поля Урана для розрахунку можливих індукованих магнітних полів п'яти найбільших супутників планети. Індуковане магнітне поле Міранди було визначено як найсильніше - 300 нанотесла. Хоча це не підтверджує наявність океанів на планетах, Міранда, а також Аріель, Умбріель і Титания, ймовірно, индуцировали магнітні поля досить сильні, щоб їх можна було виявити за допомогою існуючої технології космічних апаратів, йдеться в заяві Вайса.

Вчені також розповіли, що океани на супутниках Урана, ймовірно, знаходяться глибше, ніж на супутниках Юпітера, оскільки крижана оболонка товщі. Але це не означає, що їх неможливо виявити.

Де найбільш підходящі для життя умови?

Вайс, розмірковуючи про потенційно населених середовищах вСонячній системі, назвав місяця Урана найбільш підходящими в тому випадку, «якщо там є рідка вода і вона трохи солона, як океанська вода на Землі».

Більш точні висновки вчені зможуть зробити в 2042. році, коли до Урану відправиться наукова місія.

Читати також:

Подивіться на МКС, що пролітає між Юпітером і Сатурном

Найяскравіший блазар світить на Землю. Що це означає для планети?

«Дослідження провалено»: випробувачам «Супутник V» більше не будуть вводити плацебо