Почти 40 лет спустя NASA планирует отправить к Урану новую миссию, чтобы выяснить, скрывают ли эти ледяные спутники под своими оболочками жидкие океаны. Миссия находится на стадии раннего планирования, однако исследователи из Института геофизики Техасского университета (UTIG) уже разрабатывают инновационную компьютерную модель, которая поможет обнаружить подледные океаны с помощью одних лишь камер космического аппарата. Этот подход может стать решающим, поскольку точных данных о том, какой метод лучше всего подходит для изучения Урана, пока нет.
Ключевым фактором интереса астрофизиков к жидкой воде является ее важность для зарождения и существования жизни. Новая модель анализирует малейшие колебания в движении спутников, возникающие по мере их вращения вокруг планеты. Эти «раскачивания» помогают вычислить внутренний состав спутников — сколько там воды, льда и камня. Если спутник преимущественно твердый, он колеблется меньше, а если под поверхностью скрыт океан, то его вращение становится более заметно неустойчивым.
Совмещая данные о гравитации, ученые могут не только подтвердить наличие океанов, но и оценить их глубину и толщину ледяного покрова. Например, если спутник Ариэль, один из крупнейших спутников Урана, отклоняется от оси вращения на 90 метров, это может указывать на океан глубиной около 160 километров, покрытый слоем льда толщиной примерно 30 километров.
Уран, как и Нептун, относится к категории «ледяных гигантов». За пределами нашей Солнечной системы астрономы обнаружили множество экзопланет аналогичного размера. Если спутники Урана действительно имеют подповерхностные океаны, это может означать, что по всей галактике существуют сотни потенциально обитаемых миров.
Как отметил планетолог UTIG Дуг Хемингуэй, такое открытие может кардинально изменить представления о возможных местах существования жизни.
Все крупные спутники Солнечной системы, включая спутники Урана, находятся в состоянии так называемой приливной блокировки. Это означает, что они всегда повернуты к планете одной стороной. Однако их вращение не является абсолютно стабильным — они слегка колеблются. Именно эти отклонения и станут ключом к пониманию их внутренней структуры.
Ранее похожая техника помогла подтвердить наличие подповерхностного глобального океана на Энцеладе, спутнике Сатурна. Чтобы проверить, применим ли этот метод к спутникам Урана, ученые провели теоретические расчеты и смоделировали возможные сценарии для пяти спутников.
Разработанная модель поможет командам будущей миссии выбрать наиболее подходящие инструменты и методы для поиска океанов. Как отметила доцент UTIG Криста Содерлунд, этот подход может стать решающим в успехе миссии, определяя, сможет ли аппарат обнаружить океан или останется технически неподготовленным.
Ранее ученые выяснили причину странного охлаждения атмосферы Урана.