science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Welke missie zou oceanen kunnen detecteren bij de manen van Uranus?

Afbeelding met de hoogste resolutie die we hebben van Miranda, een van de meest interessante manen van Uranus. Krediet:NASA

Het verkennen van oceaanwerelden is de laatste tijd een hot topic geworden, voornamelijk vanwege hun rol als potentiële haven voor buitenaards leven. Manen die hebben bevestigd dat ondergrondse oceanen veel aandacht krijgen, zoals Enceladus en Europa. Maar ze zijn misschien niet de enigen. Uranus' grotere manen - Miranda, Ariel en Umbriel zouden mogelijk ook ondergrondse oceanen kunnen hebben, zelfs nog verder in het zonnestelsel. We hebben alleen geen instrumenten dichtbij genoeg gestuurd om te kunnen controleren. Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van Dr. Corey Cochrane in het Jet Propulsion-laboratorium van NASA heeft wat voorbereidend werk gedaan om aan te tonen dat een relatief eenvoudige vlucht langs het Uranian-systeem met een gemiddeld gevoelige magnetometer de gegevens zou kunnen leveren die nodig zijn om te bepalen of die grotere manen ondergrondse oceanen herbergen. Dit werk is een volgende stap op het pad van het uitbreiden van wat wij beschouwen als bewoonbare omgevingen in het zonnestelsel.

Dit is niet de eerste keer dat het Uranian-systeem naar voren is gekomen als potentieel om oceaanwerelden te herbergen. In december berekende een team van MIT dat de magnetische velden die Uranus op zijn manen induceert sterk genoeg zijn om de aanwezigheid van ondergrondse oceanen te detecteren. Wat meer is:door het unieke karakter van het Uranian-systeem kunnen magnetische gegevens zelfs de diepte van de oceaan laten zien, dikte, en zoutgehalte.

Dergelijke gedetailleerde metingen waren niet mogelijk met Galileo, een sonde uitgerust met een magnetometer die het Jupiter-systeem bezocht. Het magnetisch veld van Jupiter is relatief statisch en symmetrisch, wat betekent dat zijn manen niet worden gebombardeerd met verschillende veldsterkten op basis van hun baanpad.

Uranus, anderzijds, is in een aantal opzichten uniek, niet de minste daarvan is het niet-symmetrische magnetische veld. Het is 59° gekanteld ten opzichte van de spin-as van de planeet, en het centrum van het veld is verschoven van het centrum van de planeet zelf. Dus wanneer de manen van de planeet door hun banen gaan, ze worden voortdurend blootgesteld aan wisselende magnetische velden. De reacties van een maan op dat variërende veld zijn precies het soort gegevens dat wetenschappers zouden moeten verzamelen om te bepalen of er een ondergrondse oceaan op de maan is of niet.

UT-video over de haalbaarheid van een missie om de ijsreuzen te bezoeken.

Sommige manen hebben al kenmerken die op die mogelijkheid wijzen. Miranda heeft "coronae, " Dit zijn ruggen die lijken te zijn veroorzaakt door geologische activiteit. Hoewel sommige modellen aantonen dat elke oceaan die ooit op Miranda bestond, lang geleden bevroren zou zijn geweest, er zijn aanwijzingen voor de aanwezigheid van vluchtige clathraten, een soort chemische stof die het moeilijker maakt voor ijs om zich te vormen, dat bevriezingsproces vertragen. Die clathrates zijn al op andere manen gevonden, dus hun aanwezigheid op Miranda of andere Uranische manen kan niet worden verdisconteerd.

Uranus draaide op zijn kant met enkele van zijn 27+ manen. Krediet:NASA

Of er werkelijk oceanen zijn onder het oppervlak van een van de manen van Uranus, het systeem is nog steeds een tweede blik waard. En het enige venster in de komende 25 jaar om die blik te werpen, gaat aan het einde van het decennium open. Elke missie die tegen die tijd gelanceerd zou worden, zou nog meer dan tien jaar nodig hebben om te arriveren, hoewel er nog veel werk moet worden verzet voordat een dergelijke missie zelfs maar kan worden overwogen.

Dr. Cochrane en zijn team hebben wat van dat werk afgebroken met hun nieuwe paper. Ze berekenden wat een verscheidenheid aan verwachte veldsterkten zou kunnen betekenen voor de diepte van zowel een ondergrondse oceaan als ook de ijsschelp erboven. In aanvulling, ze berekenden waarden voor het zoutgehalte van een bestaande oceaan, evenals elk geluid dat kan worden veroorzaakt door de ionosfeer van de maan. Die ionosferische metingen kunnen alle metingen van de oceanen zelf verwarren, maar de onderzoekers geloven dat zelfs met significante interferentie, waardevolle gegevens over de aanwezigheid en grootte van dergelijke oceanen zouden verzameld moeten worden tijdens een enkele vlucht voor de drie grootste manen:Miranda, Ariël, en Umbriël.

Uranisch magnetisch veld. Krediet:publiek domein, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3059141

Zelfs met deze bijgewerkte modellen en de relatieve kosteneffectiviteit van zo'n enkele doorvliegmissie, er zijn momenteel geen concrete plannen om een ​​sonde naar Uranus te sturen voor het volgende lanceringsvenster. Wetende dat wetenschappers dergelijke baanbrekende gegevens relatief gemakkelijk kunnen vinden, zou een reden kunnen zijn om die tekortkoming te heroverwegen.