Månen Mimas och havet under isen

 

Månen Mimas är en av Saturnus 146 månar. Enligt nya rön kan den ha haft ett stort underjordiskt hav en gång men genom dess excentricitet av omloppsbana minskade havets volym till sitt nuvarande betydligt lägre värde genom att dess isiga  yta smälte och tunnades ut.

Under vårt tidigare arbete fann vi att för att Mimas ska vara en havsvärld idag måste den ha haft en mycket kraftig isyta i det förflutna. Mimas omloppsbanas excentricitet bör ha varit högre tidigare vilket förklarar vägen från tjock is och mycket hav under denna till dagens tunnare is och mindre havsvolym beskriver Matthew E. Walker, Senior Scientist vid Planetary Science Institute. Han tillägger att det finns en förklaring till att tjockleken på isen tunnas ut vilket antas ske nu även om excentriciteten av banan ännu minskar på grund av tidvattenuppvärmning. Havet bör geologiskt sett vara mycket ungt.

Mimas banas excentricitet är det som driver tidvattenuppvärmningen (banans sträckning runt Saturnus ger denna effekt av tidvatten likt månen ger jorden). Just nu är tidvattenuppvärmningen mycket hög jämfört med hur det är på andra havsmånar, som ex Enceladus. Vi tror att tidvattenuppvärmning är den värmekälla som är ansvarig för att isen för närvarande tunnas ut, beskriver Walker och tillägger.

"Tidvattenuppvärmning är inte fri energi, så när isen på ytan smälter drar det energi ut ur omloppsbanan, vilket gör att excentriciteten sjunker tills Mimas så småningom kommer att  cirkulera runt Saturnus i en rundare och lugnare takt."

Ovan är viktigt att förstå.

Smältningen måste ha inträffat när Mimas excentricitet var två till tre gånger större än nu. Att isen blivit tunnare under de senaste 10 miljoner åren av Mimas evolution stämmer överens med dess geologi.

Mimas har en radie på knappt 200 kilometer. Tjockleken på den yttre hydrosfären (summan av vatten runt och på en planet eller måne inklusive fukten i atmosfären), som består av is och vätska, uppskattas till cirka 70 kilometer. De nuvarande uppskattningarna av isskalets tjocklek är 20 till 30 kilometer, baserat på rotationsrörelsen av axeln hos en snurrande kropp eller ett smalare intervall på 24 till 31 kilometer från libration som betyder en liten svängning i månens rotationshastighet som gör att den ser ut att nicka fram och tillbaka. Matematiska uppskattningar visar ett hav som är cirka 40 till 45 kilometer i djup under isen.

Vi Uppskattar att Mimas hade helt frusen yta fram till för 10 till 25 miljoner år sedan, därefter började den isiga ytan smälta. Vad som förändrades för att starta  epoken av smältning av is är fortfarande en gåta, beskriver Walker.

Walker är medförfattare till "The evolution of a young ocean within Mimas" som publiceras i Earth and Planetary Science Letters. Alyssa Rose Rhoden från Southwest Research Institute är huvudförfattare.

Bild vikipedia på Saturnus måne Mimas fotograferad av Cassini 2005 (NASA).

Saturnus lilla isiga måne Mimas har ett hav under ytan

 

Mimas är en liten måne cirka 400 kilometer i diameter med en kraterrik yta. Inget som visar på ett hav under dess yta kan antydas", beskriver Dr Nick Cooper, medförfattare till en ny  studi och hedersforskare vid astronomienheten vid School of Physical and Chemical Sciences vid Queen Mary University of London.

 "Upptäckten av ett hav under isen lägger Mimas till en exklusiv klubb av månar med inre hav, där Enceladus och Europa är några men med en unik skillnad från dessa två: Mimas hav är anmärkningsvärt ungt endast ca 5 till 15 miljoner år gammalt. Existensen av ett nyligen bildat hav av vatten gör Mimas till ett utmärkt studieobjekt för studier för forskare som undersöker livets ursprung", förklarar Dr Cooper. Upptäckten möjliggjordes genom att analysera data från NASA:s rymdsond Cassini.  Cassini flög över Saturnus och dess månar i över ett decennium och tog mängder av foton. Genom att noggrant undersöka de subtila förändringarna i Mimas omloppsbana kunde forskarna sluta sig till att det finns ett dolt hav under ytan på månen och uppskatta dess storlek och djup.

Upptäckten har stor betydelse för vår förståelse av potentialen för liv bortom jorden. Det tyder på att även små, till synes inaktiva månar kan hysa dolda hav som kan stödja livsviktiga förhållanden. Detta öppnar upp spännande nya vägar för framtida utforskning vilket kan leda oss närmare svaret på frågan om vi ensamma i universum?

Bild vikipedia på Saturnus måne Mimas vilken enbart är ca 400 km i diameter men likväl har ett hav under sin isiga yta. fotograferad av Cassini 2005 (NASA)

Månen Mimas har en havsvärld

 

Mimas är en av Saturnus månar. Det utmärkande med denna måne är dess stora krater Herschel som har en diameter på 130 km vilken täcker en tredjedel av månens diameter.

Det var den 31 januari 2023 en forskare från Southwest Research Institute upptäckte att Saturnus minsta och innersta måne kunde generera den mängd värme som behövs för att ett flytande inre hav ska kunna existera. Nu vill forskare studera Mimas yta ytterligare för att förstå hur dess inre kan ha utvecklats och kratern Herschels struktur.

"Under de sista dagarna av NASA: s Cassini-uppdrag 1997-2017  vid Saturnus identifierade rymdfarkosten en libration eller svängning, i Mimas rotation något som ofta visar på en geologiskt aktiv kropp med ett hav under ytan", säger SwRI: s Dr. Alyssa Rhoden, specialist på geofysik hos isiga objekt, särskilt de som innehåller hav. Hon är en av författarna till ett nytt geofysiskt forskningsbrev om detta.

Hon säger att Mimas först verkade som en osannolik kandidat till ett inre hav med sin isiga, kraftigt kraterärrade yta med sin stora nedslagskrater Herschel som får den lilla månen att se ut ungefär som Death Star från Star Wars. Om Mimas har ett underjordiskt hav representerar Mimas en ny klass av små, havsvärldar med ytor som inte förråder havets existens.

"Även om våra resultat stöder ett hav under Mimas yta är det utmanande att förena månens geologiska egenskaper med vår nuvarande förståelse av dess termiska utveckling", säger Rhoden.

Rhoden är en ledare av NASA: s Network for Ocean Worlds Research Coordination Network som tidigare tjänstgjorde i National Academies 'Committee on Astrobiology and Planetary Science. En artikel som beskriver ovan forskning har publicerats online i GRL och kan nås här 

Men mer forskning behövs för att förstå hur och varför Mimas kan ha en havsvärld under sin yta (min anm.). Men helt säkert är det inte att detta hav finns.

Bild vikipedia en av Saturnus många månar Mimas, fotograferad av Cassini 2005 (NASA)

Saturnus måne Mimas misstänks ha ett hav under sin isiga yta

 

En av upptäckterna inom astronomi under de senaste 25 åren är att det finns planeter och månar som med stor sannolikhet har hav under lager av sten eller is i vårt solsystem. Sådana världar inkluderar de isiga månarna Europa, Titan och Enceladus liksom planeten Pluto. Men världar som jorden med ythav (av vatten) måste befinna sig inom ett lämpligt  avstånd och inte för kort eller långt avstånd från sina stjärnor för att upprätthålla den temperatur som möjliggör flytande hav. Men världar med hav under ytan finns över ett mycket bredare spektrum av avstånd till sin sol vilket kraftigt utökar antalet världar med eventuella livsformer som sannolikt existerar i galaxen. En värld som kan ha ett hav under ytan är Saturnus måne Mimas.

 

"Eftersom Mimas yta är kraftigt kraterrik trodde vi att denna måne var ett fruset isblock", säger SwRI: s Dr. Alyssa Rhoden, specialist på geofysik av isiga månar och då i första hand de som innehåller hav och utvecklingen av dessa. Saturnus måne Mimas visar i nya analyser av insamlat material från 2005 tecken på geologisk aktivitet. Mimas yta lurade oss (den anses av många fortfarande vara en måne av poröst mineral uppblandat i is likt asteroiden Bennu är). 

Men vår nya förståelse har kraftigt utvidgat definitionen av en potentiell Mimas som en värld med ett hav och kanske liv. 

Rhoden  som arbetar vid Southwest Research Institute bestämde sig för att bevisa att Saturnus lilla innersta måne var en frusen måne men upptäckte istället övertygande bevis för att Mimas har ett flytande hav under isen. Under NASA: sCassini-uppdrag  identifierade denna rymdfarkost en konstig  svängning i månens rotation något som oftast pekar på en geologiskt aktiv kropp som kan stödja ett inlandshav (det var den 2 augusti 2005 datan insamlades men först nu analyserats om och ytoligen fått en förklaring).

"Om Mimas har ett hav representerar detta en ny klass av små, havsvärldar med ytor som inte avslöjar dess underjordiska  havs existens", säger SwRI: s Dr. Alyssa Rhoden.

Kanske fler av månarna däruppe innehåller underjordiska hav. Kanske även vår egen måne har detta (min anm.). Troligen är hav under ytan vanligt på exoplaneter och exomånar i många andra solsystem därute (min anm.).

Bild vikipedia. Mimas, fotograferad av farkosten Cassini den 2 augusti 2005 (NASA)