NASA розпочне пошуки підлідних океанів на трьох супутниках Урана.

Основні п’ять місяців сьомої за віддаленістю від Сонця планети часто називають літературними, оскільки свої назви вони отримали на честь персонажів творів Вільяма Шекспіра та Олександра Поупа. Перші два супутники — Титанія та Оберон — відкрив Вільям Гершель у 1787 році, а відкриття Міранди належить Джерарду Койперу (1948 рік). Наступні 10 супутників знайшов зонд NASA «Вояджер-2», а інші досліджували за допомогою наземних і космічних телескопів.

Нагадаємо, знаменитий космічний апарат «Вояджер-2» пролетів повз Уран у 1986 році. Саме тоді він надіслав на Землю перші зернисті знімки великих крижаних супутників. Тепер, через майже 40 років, фахівці Національного управління з аеронавтики та дослідження космічного простору США планують відправити до Урану ще одну місію. Поряд із співробітниками NASA над нею працюють дослідники з інших університетів.

На даний момент місія знаходиться на ранній стадії планування, однак автори нового дослідження, представленого в журналі Geophysical Research Letters, вже розробили комп’ютерну модель, яку можна буде використовувати для пошуків підлідних океанів за допомогою як камер, так і інших інструментів.

Для виявлення підповерхневих океанів Міранди, Аріель і Умбріель команда під керівництвом Дага Хемінґвея (Doug Hemingway) з Інституту геофізики Техаського університету та Френсіса Німмо (Francis Nimmo) з Каліфорнійського університету (обидва — у США) запропонувала використовувати так звані фізичні лібрації — невеликі коливання у обертанні супутників. Розрахунки показали, що якщо крижана оболонка місяців відокремлена від ядра рідким океаном, то амплітуда коливань буде значно вищою.

Наприклад, наявність підповерхневого океану на супутниках (якщо їхні крижані оболонки достатньо тонкі) може збільшити амплітуду коливань більш ніж до 100 метрів. Це пов'язано з тим, що океан дозволяє оболонці вільніше рухатися відносно ядра.

Окрім коливань в обертанні місяців Урана, виявити потенційні підлідні океани можна, вимірявши гравітаційні поля супутників. У сукупності обидва методи можуть надати додаткову інформацію про внутрішню структуру небесних тіл, а також визначити товщину крижаної оболонки, глибину океану та характеристики кам’яного ядра.

Результати нового дослідження важливі для планування майбутніх космічних місій: розуміння того, які саме вимірювання необхідно провести і з якою точністю, дозволить вибрати відповідні для досліджень інструменти та розробити траєкторію майбутнього польоту. Нагадаємо, відстань між сьомою від Сонця планетою та Землею регулярно змінюється (від 2,6 до 3,15 мільярда кілометрів), що ускладнює організацію місії та впливає на її тривалість.

В результаті команда вчених дійшла висновку, що вимірювання фізичних лібрацій (з точністю до 10 метрів) за допомогою нових космічних апаратів дозволить підтвердити наявність підповерхневих океанів на трьох місяцях Урана. Дослідники також зазначили, що розуміння внутрішньої структури цих небесних тіл допоможе пролити світло на їхню еволюцію та геологічну історію.

«Відкриття підлідних океанів з рідкою водою на супутниках Урана може змінити наше уявлення про умови, необхідні для існування життя», — підсумували автори наукової роботи.