Ledeni mjeseci koji kruže oko spoljašnjih planeta mogli bi biti mnogo dinamičniji, i eksplozivniji, nego što izgledaju. Novo istraživanje sugeriše da, kada toplota plimnih sila topi njihove ledene omotače odozdo, nagli pad pritiska može dovesti do ključanja skrivenih okeana ispod površine. Na manjim mjesecima poput Enkelada, Mimasa i Mirande, ovaj proces mogao bi pomoći u objašnjenju neobičnih odlika kao što su „tigrove pruge“ na Enkeladu i visoke litice na Mirandi.
Spoljašnje planete okružene su desetinama mjeseca zarobljenih u debelim omotačima leda. Smatra se da neki od ovih zaleđenih svjetova, uključujući Saturnov mjesec Enkelad, sadrže ogromne okeane tečne vode zarobljene između ledene kore i stjenovite unutrašnjosti. Budući da je tečna voda neophodna za život kakav poznajemo, ovi mjeseci spadaju među najperspektivnija mjesta u Sunčevom sistemu za potragu za vanzemaljskim životom.
Studija istražuje šta bi se moglo dešavati duboko ispod njihovih zaleđenih površina i nudi nova objašnjenja za neobične pejzaže viđene na nekoliko ovih mjeseca.
„Ne znamo da li svi ovi sateliti imaju okeane, ali znamo da neki imaju“, rekao je Maks Rudolf, profesor nauka o Zemlji i planetama na Kalifornijskom univerzitetu u Dejvisu. „Zanimaju nas procesi koji oblikuju njihovu evoluciju tokom više miliona godina i kako bi se okeanski svijet mogao ispoljiti na površini.“
Kako plimno zagrijavanje oblikuje ledene svjetove
Na Zemlji, odlike poput planina i zemljotresa pokreću toplota i kretanje stijena duboko ispod površine. Na ledenim mjesecima tu ulogu imaju voda i led.
Ove mjesece zagrijavaju plimne sile koje stvaraju masivne planete oko kojih kruže. Gravitacione interakcije između susjednih mjeseca mogu dovesti do porasta i opadanja nivoa zagrijavanja tokom vremena. Kada se zagrijavanje pojača, ledeni omotač može da se topi i postane tanji. Kada zagrijavanje oslabi, omotač ponovo postaje deblji jer se voda ponovo zamrzava.
U ranijem radu Rudolf i kolege proučavali su šta se dešava kada ledeni omotač postaje deblji. Budući da led zauzima više prostora od tečne vode, zamrzavanje povećava pritisak na okolni omotač. Taj pritisak može doprinijeti stvaranju dramatičnih površinskih odlika, poput dugih pukotina poznatih kao „tigrove pruge“ na Enkeladu.
Kada skriveni okeani počinju da ključaju
Nova studija razmatra suprotan scenario: šta se dešava kada se ledeni omotač topi odozdo i postaje tanji? Istraživači smatraju da bi taj proces mogao dovesti do ključanja okeana.
Dok se led pretvara u manje gustu tečnu vodu, pritisak unutar mjeseca opada. Na manjim ledenim mjesecima, uključujući Saturnove Mimasa i Enkelada, kao i Mirandu u orbiti oko Urana, pad pritiska mogao bi biti dovoljno velik da dostigne trojnu tačku, stanje kada led, tečna voda i vodena para mogu postojati istovremeno.
Snimci Mirande sa letjelice Vojadžer 2 otkrivaju ogromne grebene i strme litice. Istraživači sugerišu da bi ključanje okeana ispod površine moglo objasniti formiranje ovih upečatljivih odlika.
Zašto je veličina mjeseca važna
Mimas je širok oko 400 kilometara i uglavnom prekriven kraterima, uključujući jedan ogroman udarni krater koji mu je donio nadimak „Zvijezda smrti“. Iako izgleda geološki neaktivan, suptilno podrhtavanje u njegovom kretanju ukazuje na skriveni okean ispod površine. Budući da se ne očekuje da će ledeni omotač na Mimasu pucati dok se stanjuje, moguće je da taj mjesec ima okean, a da na površini izgleda neaktivan.
Veličina igra ključnu ulogu u načinu odvijanja ovih procesa. Na većim ledenim mjesecima, kao što je Titanija, još jedan Uranov mjesec, pad pritiska izazvan topljenjem vjerovatno bi doveo do pucanja ledenog omotača prije dostizanja trojne tačke za vodu. Površinske odlike Titanije stoga bi mogle odražavati ciklus u kojem se ledeni omotač prvo stanji, a kasnije ponovo zadeblja.
Baš kao što proučavanje Zemljine geologije pomaže naučnicima da razumiju kako je naša planeta evoluirala tokom milijardi godina, ispitivanje unutrašnje aktivnosti ledenih mjeseca pruža uvid u to zašto njihove površine danas izgledaju upravo tako kako ih vidimo.