Óceánja lehet a Mimasnak

Szerző: Gombai Norbert

A Szaturnusz bolygó körül keringő Mimas holdat William Herschel fedezte fel 1789. szeptember 17-én. A 396,4 km átmérőjű égitest sokáig csak apró pontként volt látható a csillagászati távcsövek okulárjában. 1979 és 1981 között aztán a Pioneer 11, valamint a Voyager 1 és 2 űrszondák felvételeinek köszönhetően végre közelről is megszemlélhettük a Mimas kráterekkel, kráterláncokkal és szakadékokkal tagolt felszínét. 2010-től, a Cassini űrszonda által átküldött fényképek még több felszíni részletet mutattak meg. A hold kétségkívül legszembetűnőbb alakzata a 130 kilométer átmérőjű és helyenként 10 kilométer mély, az égitest méreteihez képest óriási becsapódási krátere, amelyet a hold felfedezője után Herschel-kráternek neveztek el. Ez a kráter egy olyan kataklizma nyomát őrzi, amely annak idején majdnem teljesen szétszaggatta a Mimast, létrehozva a holdacska Halálcsillaghoz (a Star Wars filmek ikonikus űrállomásához) hasonló külsejét.

Forrás: NASA/JPL

2014-ben egy amerikai, francia és belga kutatókból álló csoport a Cassini Image Science Subsystem (ISS) képeit vizsgálva olyan librációs anomáliát fedezett fel a Mimas mozgásában, amely a hold keringési jellemzőivel nem volt teljesen megmagyarázható. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a librációs jelenséget vagy a hold nem hidrosztatikus egyensúlyban lévő, megnyúlt magja, vagy pedig egy, a felszín alatti, belső óceán jelenléte okozhatja.

2017-ben aztán további elemzések eredményeinek köszönhetően elvetették a belső óceán elméletét, mert az a Jupiter tektonikusan aktív Europa holdján észlelt, vagy annál nagyobb felszíni árapályfeszültségeket feltételezett volna. Mivel az árapályfeszültségek okozta felszíni repedések vagy más tektonikus tevékenységre utaló képződmények teljesen hiányoznak a Mimason, a tudósok inkább a Herschel kráterhez kapcsolódó aszimmetrikus tömeganomália jelenlétét tartották a libráció valószínűbb magyarázatának.

Forrás: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Az utóbbi évtizedek egyik legérdekesebb bolygókutatási felfedezése, hogy Naprendszerünkben gyakoriak azok a világok, amelyek kőzet- és jégrétegei alatt víz, adott esetben egész óceánok találhatóak. Az ilyen világok közé tartoznak az óriásbolygók jeges kísérői, mint például a Jupiter Europa holdja, vagy éppen a Szaturnusz Titan és Enceladus holdjai. A Földhöz hasonló, felszíni óceánokkal rendelkező égitesteknek egy meghatározott, szűk távolság-tartományban kell keringeniük a központi csillaguk körül ahhoz, hogy folyékony óceánok alakulhassanak ki felszínükön. A felszín alatti folyékony vízóceánokkal rendelkező világok (IWOWs – Interior Water Ocean Worlds) azonban sokkal nagyobb távolságtartományban is megtalálhatóak, ami nagy mértékben megnöveli a galaxisban valószínűleg létező lakható világok számát.

A közelmúltban Dr. Alyssa Rhoden (Southwest research Institute), a belső óceánokkal rendelkező holdak geofizikájának, valamint az óriásbolygók holdrendszereinek szakértője, olyan modellt dolgozott ki, amely a Mimas librációs anomáliáját, valamint a hold keringési és geológiai jellemzőit figyelembe véve mégis feltételezi egy belső, folyékony óceán jelenlétét. A hold bolygóközeli pályájának köszönhető árapály-folyamatok a keringési és forgási energiát hő formájában eloszlatják a Mimasban. Ahhoz, hogy a hold megfigyelt librációjából következtetett belső szerkezetnek megfeleljen, a Mimason belüli árapály-fűtésnek elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy egy feltételezett óceán ne fagyjon meg, de elég kicsinek ahhoz, hogy egy vastag jeges burok maradjon fenn felette. A Rhoden vezette kutatócsoport az árapály-fűtési modellek segítségével numerikus módszereket dolgozott ki, megalkotva a legvalószínűbb magyarázatot a folyékony óceán fölötti, 22 és 32 kilométer közötti vastagságú, állandó állapotú jéghéj létezésére. A modell szerint a felszínen megfigyelhető kismértékű hőkiáramlás mértéke erősen függ az óceán feletti jégpáncél vastagságától.

Infravörös felvétel a Mimas felszíni hőmérsékleti viszonyairól. Forrás: NASA/JPL/GSFC/SWRI/SSI

Ennek az elméletnek a bizonyítására a Juno űrszonda a tervek szerint el fog repülni az Europa mellett, miközben mikrohullámú radiométerével megméri a hőkiáramlást a Jupiter holdon. A mérési adatok lehetővé teszik majd a tudósok számára, hogy megértsék, hogyan hat a hőáramlás az olyan rejtett óceáni világok jeges héjára, mint a Mimas.

Forrás: Phys.org