To jest księżyc… i podmokła kula lodu?
Z dużym kraterem wyciętym z jego powierzchni, Mimas, księżyc Saturna o szerokości 250 mil, jest bardziej niż przelotny podobny do Gwiazdy Śmierci z „Gwiezdnych Wojen”. (Kiedy Sokół Millennium po raz pierwszy napotyka Gwiazdę Śmierci, Obi-Wan Kenobi powiedział złowieszczo: „To nie jest księżyc. To stacja kosmiczna”).
Przez osiem lat naukowcy myśleli, że Mimas, pozornie pokryta pęcherzami kula zamarzniętego lodu, może skrywać tajemnicę: ocean, który płynie od 14 do 20 mil pod powierzchnią.
W ostatnich latach te oceaniczne światy – Europa na Jowiszu i Enceladus na Saturnie, żeby wymienić tylko kilka – wskoczyć na szczyt list naukowców rozważających miejsca w Układzie Słonecznym, w których mogło powstać życie. Jeden statek kosmiczny NASA, Juno, W tym roku ominie Europę, aby przyjrzeć się bliżej, a kolejna misja, Europa Clipper, ma otrzymać specjalną misję w 2030 roku.
Ale w przeciwieństwie do innych lodowych księżyców, o których wiadomo, że mają lodowe oceany, powierzchnia Mimasa nie wykazuje żadnych śladów pęknięć lub topnienia, które wskazywałyby na luz w środku. Do naukowej naiwności przyczyniło się również to, że wnętrze małego księżyca, takiego jak Mimas, może być wystarczająco ciepłe, aby ocean mógł pozostać niezamarznięty.
Planetolog, który uważał, że pomysł oceanu Mimas jest mało prawdopodobny, uznałby teraz termodynamikę za prawdopodobną.
„Nieco niedawno zmieniłam zdanie” — powiedziała Alyssa Roden, geofizyk zajmujący się geofizyką lodowców z Southwest Research Institute w Boulder w stanie Kolorado. „Mówiłam, że Mimas nie może mieć oceanu, ale tak naprawdę mówiłem, Ma ocean, który podważy naszą intuicję na temat Mimasa. A kiedy zdałem sobie sprawę, pomyślałem: Cóż, naukowcy nie powinni tak działać. Nie dochodzimy do wniosku bez faktycznego przetestowania hipotezy.
Dr Rhoden wraz z Matthew Walkerem z Planetary Science Institute z siedzibą w Tucson w Arizonie stworzyli symulacje komputerowe w celu zbadania sił pływowych Saturna i Mimasa. Odkryli, że ciepło generowane przez pływy, które wywierałyby nacisk na Księżyc, może wystarczyć do podtrzymania rzekomego oceanu.
„To działa naprawdę ładnie” – powiedział w tym tygodniu dr Rhoden.
Jednym z kluczy do wyjaśnienia braku szczelin jest fakt, że ocean, jeśli w ogóle, powstał stosunkowo niedawno. Może również mieć stały rozmiar lub się powiększać. Kiedy woda zamarza w lód, zwiększa swoją objętość, a ciśnienie w górę rozbija lód powyżej.
„Powłoka lodowa nie może dzisiaj zgęstnieć” – powiedział dr Roden. „Więc temperatura Mimasa musi wzrosnąć albo musi być stabilna”.
Sugestia o istnieniu oceanu Mimasa pochodzi z pomiarów sondy Cassini NASA, która krążyła wokół Saturna w latach 2004-2017. Orbita Mimasa jest stopniowo blokowana z Saturnem: ta sama strona Księżyca jest zawsze zwrócona w stronę planety otoczonej pierścieniami, tak jak na Ziemi widzimy tylko jedną planetę po stronie Księżyca Ziemi. Ale w 2014 roku naukowcy odnotowali większe niż oczekiwano wahania w rotacji Mimasa. Wskazuje to, że serce Mimasa mogło rozszerzyć się w kierunku Saturna lub istniał ocean.
Radwan Tajeddin, główny autor książki 2014 artykuł opublikowany w Science. „Zdumiewające w tym artykule jest to, że w rzeczywistości pokazuje, że jeśli użyjesz rozsądnych właściwości lodu i zastosujesz bardziej złożony model, możesz rzeczywiście dostać się do środka oceanu i przeżyć”.
William McKinnon, profesor nauk o Ziemi i planetologii na Washington University w St. Louis, pozostaje sceptyczny. „Moja krótka odpowiedź brzmi, trudno w to uwierzyć” – powiedział w e-mailu. „W przeciwieństwie do Enceladusa na powierzchni Mimasa nie ma nic, co mówiłoby o „oceanie” lub „dużym strumieniu ciepła”.
Inna możliwość – rozbudowane, solidne wnętrze – również pozostaje prawdopodobna. Odpowiedzi być może będą musiały poczekać na przyszłą robotyczną sondę Saturna, która może wykonać bardziej szczegółowe pomiary Mimasa.
„To kolejny element układanki”, powiedział dr Taj El-Din. „Ten artykuł mówi, że ocean nie jest szalonym pomysłem”.
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”
