Folosind Telescopul spațial James Webb (JWST), astronomii au descoperit că Ariel, o lună a Uranusar putea fi ascuns într-un ocean de apă lichidă îngropat.
Descoperirea ar putea oferi un răspuns la un mister care înconjoară această lună uraniană care i-a uimit pe oamenii de știință: faptul că suprafața lui Ariel este acoperită cu o cantitate semnificativă de gheață cu dioxid de carbon. Acest lucru este surprinzător pentru că la distanță Uranus și lunile sale există de Soare, de 20 de ori mai departe de soarele decât Pământ, dioxidul de carbon se transformă în gaz și se pierde în spațiu. Aceasta înseamnă că un anumit proces trebuie să reîmprospăteze dioxidul de carbon de la suprafața lui Ariel.
Teoriile anterioare au sugerat că acest lucru se întâmplă ca urmare a interacțiunilor dintre suprafața lui Ariel și particulele încărcate prinse în magnetosfera lui Uranus care furnizează radiații ionizante, descompun moleculele și lăsând dioxid de carbon, un proces numit „radioliză”.
Cu toate acestea, noi dovezi de la JWST sugerează că sursa acestui dioxid de carbon ar putea proveni nu din afara lui Ariel, ci din interiorul său, posibil dintr-un ocean subteran îngropat.
Legate de: Telescopul James Webb va mări pe Uranus și Saturn în studiul aurorelor misterioase
Deoarece elementele chimice și moleculele absorb și emit lumină la lungimi de undă caracteristice, ele lasă „amprente” individuale pe spectre. Echipa din spatele acestei descoperiri a folosit JWST pentru a aduna spectre de lumină de la Ariel, ceea ce i-a ajutat să picteze o imagine a compoziției chimice a lunii uraniene.
Comparând acest lucru cu spectrele simulate dintr-un amestec chimic din laboratorul de aici pe Pământ, a dezvăluit echipei că Ariel are unele dintre cele mai bogate zăcăminte de dioxid de carbon din sistem solar. Acest lucru nu numai că a adăugat o grosime suplimentară de 10 milimetri (0,4 inci) gheții de pe partea Ariel-ului blocat de maree, care este permanent cu fața departe de Uranus, dar a dezvăluit și depozite clare de monoxid de carbon pentru prima dată.
„Nu ar trebui să fie acolo. Trebuie să cobori la 30 de kelvin [minus 405 degrees Fahrenheit] înainte ca monoxidul de carbon să fie stabil”, liderul echipei Richard Cartwright de la Laboratorul de Fizică Aplicată Johns Hopkins (APL) a spus într-o declarație. „Monoxidul de carbon ar trebui să fie completat în mod activ, fără îndoială”.
Asta pentru că temperatura de suprafață a lui Ariel este, în medie, cu aproximativ 65 de grade Fahrenheit (18 grade Celsius) mai caldă decât această temperatură cheie.
Cartwright recunoaște că radioliza ar putea explica o parte din această reaprovizionare. Cu toate acestea, observațiile de la survolarea lui Voyager 2 din 1986 a lui Uranus și a lunilor sale și alte descoperiri recente au sugerat că interacțiunile din spatele radiolizei ar putea fi limitate, deoarece Uranus camp magnetic axa și planul orbital al lunilor sale sunt decalate unul de celălalt cu aproximativ 58 de grade.
Asta înseamnă că majoritatea compușilor de carbon/oxigen văzuți pe suprafața lui Ariel ar putea fi creați prin procese chimice într-un ocean de apă lichidă prins sub gheață pe Ariel.
Clientul cool Ariel poate avea un temperament vulcanic
Odată creați în oceanul de apă scursă din Ariel, acești oxizi de carbon ar putea scăpa apoi prin crăpăturile din învelișul de gheață a lunii uraniene sau chiar ar putea fi ejectați exploziv de puternice penele eruptive.
Oamenii de știință au bănuit de ceva timp că suprafața crăpată și cicatrice a lui Ariel ar putea indica prezența criovulcanilor activi, vulcani care erup mai degrabă plumuri de nămol înghețat decât lavă. Aceste penuri ar putea fi atât de puternice încât lansează material în câmpul magnetic al lui Uranus.
Majoritatea crăpăturilor și șanțurilor văzute pe suprafața lui Ariel sunt situate pe partea Lunii care este îndreptată spre Uranus. Dacă dioxidul de carbon și monoxidul de carbon se scurg din aceste caracteristici la suprafața lunii uraniene, acest lucru ar putea explica de ce acești compuși se găsesc în abundență pe această parte a corpului înghețat.
JWST a colectat, de asemenea, mai multe dovezi chimice ale unui ocean de apă lichidă subterană. Analiza spectrală a sugerat prezența mineralelor carbonite, săruri create atunci când roca se întâlnește și interacționează cu apa lichidă.
„Dacă interpretarea noastră a acestei caracteristici de carbonat este corectă, atunci acesta este un rezultat destul de mare, deoarece înseamnă că a trebuit să se formeze în interior”, a explicat Cartwright. „Este ceva ce trebuie neapărat să confirmăm, fie prin observații viitoare, modelare, fie prin combinații de tehnici.”
Uranus și lunile sale nu au mai fost vizitate de o navă spațială de atunci Voyager 2 acum aproape patru decenii, iar aceasta nu a fost nici măcar misiunea principală a navei spațiale. În 2023, sondajul decenal al Științei Planetare și Astrobiologiei a subliniat necesitatea de a acorda prioritate unei misiuni dedicate sistemului uranian.
Cartwright crede că o astfel de misiune ar reprezenta o oportunitate de a colecta informații valoroase despre Uranus și Neptun, celălalt gigant de gheață al sistemului solar. O astfel de misiune ar putea furniza și date vitale despre celelalte luni potențial purtătoare de oceane ale acestor sisteme. Aceste informații ar putea fi apoi aplicate planetelor extrasolare sau „exoplanete”, dincolo de sistemul solar.
„Toate aceste noi perspective subliniază cât de convingător este sistemul uranian”, membru al echipei și NASA Omul de știință al Laboratorului de Fizică Aplicată Ian Cohen a spus. „Fie că este vorba de a debloca cheile modului în care s-a format sistemul solar, de a înțelege mai bine magnetosfera complexă a planetei sau de a determina dacă aceste luni sunt potențiale lumi oceanice, mulți dintre noi din comunitatea științei planetare așteaptă cu nerăbdare o viitoare misiune de explorare a Uranus. .”
Cercetarea echipei a fost publicată miercuri (24 iulie) în Scrisorile din jurnalul astrofizic.