Uranus måne Ariel visar spår av ett mycket djupt hav i det förgångna

 

Bild wikipedia påAriel

"Ariel är en ganska unik isig måne", beskriver Alex Patthoff, en av studiens medförfattare, senior forskare vid Planetary Science Institute.

Ariel är Uranus ljusstarkaste och näst närmaste månen till planeten och har en diameter av 1159 km. Den har mycket gamla geologiska kännetecken som gamla kratrar, bredvid mycket unga kratrar liksom slät terräng som möjligen skapats av kryovulkanism (vulkanism där flyktiga ämnen som vatten, ammoniak eller metan, snarare än smält sten sprutar ut), beskriver studiens huvudförfattare Caleb Strom, nyligen utexaminerad från University of North Dakota.

Här finns sprickor, åsar och grabener (områden i jordskorpan som har sjunkit ner mellan två parallella förkastningssprickor, vilket skapat en dal eller en sänka). Växande bevis tyder på att det finns ett hav under ytan,

"Vi hittade bevis på att Uranus-systemet kan hysa två havsvärldar", beskriver medförfattaren till studien Tom Nordheim vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory och huvudforskare för NASA:s Solar System Workings-anslag som finansierade Miranda- och Ariel-studierna.

– Tyvärr har vi bara sett Ariels och och även månen Mirandas södra halvklot (Miranda är den måne som finns närmst Uranus). Men våra resultat kan ge oss förutsägelser om vad en framtida rymdfarkost kan se på månarnas oavbildade norra halvklot, till exempel var sprickor och åsar finns på månarna. I slutändan behöver vi bara gå tillbaka till Uranus-systemet och se själva."

Forskare är fortfarande inte säkra på exakt hur länge sedan detta djuphav på Ariel kan ha funnits. Studien ger dock ett viktigt bidrag till framtida forskning för att undersöka beteendet hos yttre solsystemets hav över tid på dess månar.

Studien är publicerad i Ikaros, och beskriver den möjliga utvecklingen av detta hav på Ariel som visade sig en gång kan ha varit över 170 kilometer djupt. För att sätta det i perspektiv är Stilla havet i genomsnitt 4 kilometer djupt.

Forskningen finansierades även av North Dakota Space Grant Consortium.

Fynd av koldioxid på månen Ariel ger misstanke om hav under dess isbelagda yta.

 

Ariel består av ungefär 70 % is (koldioxidis och möjligen metanis) och 30 % silikater månen ser ut att ha färsk frost på vissa platser.

Uranus måne Ariel täcke av koldioxidis finns speciellt på  sidan som alltid är vänd bort från månens bana runt Uranus.

Forskare har arbetat fram teorier om vad det är något som ger koldioxid till Ariels yta. Vissa anser att interaktion mellan månens yta och laddade partiklar i Uranus magnetosfär skapar koldioxiden genom en process som kallas radiolys när molekyler bryts ner av joniserande strålning.

Men i en ny studie som publicerades den 24 juli 2024 i The Astrophysical Journal Letters tippar vågskålen till förmån för en alternativ teori - att koldioxid  mfl molekyler kommer från Ariels inre eventuellt från ett flytande hav under  ytan.

Genom att använda NASA:s James Webb Space Telescope för att samla in kemiskt spektra av vad månen innehåller och sedan jämföra resultatet med spektra av simulerade kemiska blandningar i laboratoriemiljö fann en forskargrupp ledd av Richard Cartwright vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland att Ariel har några av de mest koldioxidrika avlagringarna i hela solsystemet. Bland resultatet fanns ett annat förbryllande fynd: de första tydliga signalerna av kolmonoxid.

Man måste komma ner till ca -240 Celcius innan kolmonoxid är stabilt, beskriver Cartwright.

Men radiolys kan fortfarande vara ansvarigt för en del av  kolmonoxiden, tillade han. Laboratorieexperiment har visat att strålningsbombardemang i is av vatten blandat med kolrikt material kan producera både koldioxid och kolmonoxid. Således kan radiolys vara  källan till påfyllning och förklara det rika överflödet av båda molekylerna på Ariels bakre halvklot (det som alltid är vänt bort från Uranus).

Men många frågor kvarstår om Uranus magnetosfär ex omfattningen av dess växelverkan med Uranus övriga månar. Till och med under Voyager 2:s förbiflygning av Uranus för nästan 40 år sedan misstänkte forskare att sådana interaktioner dock kunde vara begränsade eftersom Uranus magnetfältsaxel och omloppsplanet för dess månar är förskjutna från varandra med cirka 58 grader.

Istället kan huvuddelen av koldioxiden komma från kemiska processer som skett (eller fortfarande pågår) i ett vattenhav under Ariels isiga yta, som träcker upp genom sprickor i månens isiga yttre eller möjligen till och med genom eruptiva plymer.

Dessutom antyder de nya spektrala observationerna att Ariels yta också kan hysa karbonatmineraler - salter som bara kan uppstå genom interaktion mellan flytande vatten och sten.

Bild wikipedia. Närbild på kanjoner nära Ariels gräns mellan den belysta och den skuggade delen av månen som alltid har samma sida vänd mot Uranus.