Планетологи заново проанализировали снимки поверхности луны Урана Ариэля, сделанные «Вояджером-2». На них видны признаки сравнительно недавней внутренней активности. Ученые смоделировали вероятное развитие событий в системе ледяного гиганта за последние пару миллиардов лет и пришли к выводу, что внутри Ариэля мог образоваться слой подледного океана толщиной как минимум 170 километров.
В январе 1986 года один из двух знаменитых «Вояджеров» — «Вояджер-2» — пролетел примерно в 130 тысячах километров от спутника Урана Ариэля. Это небесное тело по размерам почти втрое меньше Луны и держится вдвое ближе нее к своей планете. Как удалось установить, Ариэль примерно наполовину состоит изо льда, а наполовину — из камня.
Сделанные тогда снимки до сих пор остаются единственной коллекцией детальных изображений поверхности этой далекой луны. Сразу после их получения планетологи заинтересовались некоторыми особенностями ее рельефа. В первую очередь это многочисленные разломы и грабены — места, где кора в зоне растяжения опускается. Это говорит о явном внутреннем напряжении.
Кроме того, на Ариэле есть обширные регионы, где ударных кратеров подозрительно мало, что означает относительную молодость поверхности — она сравнительно недавно обновилась. Все это породило предположения о геологической активности спутника и даже существовании в его недрах подповерхностного океана.
Самой вероятной причиной его возникновения в такой дали от Солнца считают гравитацию Урана: орбита Ариэля — не совсем круг, она чуть вытянута, за счет чего периодически приближается к планете и отдаляется от нее. Поэтому притяжение ледяного гиганта незаметно «растягивает» и «сжимает» луну, то есть создает внутри трение.
Вот только нынешняя степень вытянутости орбиты Ариэля очень мала: разница между ближайшей точкой и самой далекой от Урана — несколько сотен километров. Возникает вопрос: способно ли это обеспечить достаточный внутренний нагрев? Недавно планетологи из США попытались разобраться и рассказали о проделанной работе в статье для издания Icarus.
Ученые составили карту Ариэля и нанесли на нее все наблюдаемые структуры. Потом с помощью специальной программы смоделировали, как возникающее по разным причинам напряжение может создать современный облик спутника. Они пришли к выводу, что его орбита не всегда была такой, как сейчас: один или два миллиарда лет назад она была гораздо более вытянутой. По мнению исследователей, это вполне вероятно в случае внезапного временного вхождения в так называемый орбитальный резонанс с другим спутником Урана — к примеру, Умбриэлем или Мирандой.
Орбитальный резонанс — это ситуация, при которой за равное время один спутник совершает единственный полный оборот вокруг планеты, а другой — два или больше. Известно, что в таком «ритме» вокруг Юпитера обращаются некоторые его крупнейшие спутники, но это не делает их орбиты явно эллиптическими. Впрочем, у них так сложилось с самого начала, то есть при их формировании 4,6 миллиарда лет назад, и с тех пор не меняется.
В системе Урана, как показало моделирование, орбитальная динамика была хаотичнее, и кратковременный резонанс спутников мог заметно вытягивать их орбиты. Именно так, по версии исследователей, произошло с Ариэлем. Соответственно, Уран своей гравитацией гораздо интенсивнее его деформировал.
По расчетам, это могло повлечь образование под поверхностью луны жидкой прослойки толщиной 170 километров или даже больше. Хотя сейчас тепла внутри Ариэля для поддержания этого предполагаемого подледного океана должно быть уже очень мало, не исключено, что спутник по сей день еще не промерз полностью.
На его поверхности прослеживаются возможные следы аммиака, который при наличии в воде служит «антифризом». Кстати, как пишут ученые, он не может сохраняться на поверхности дольше ориентировочно 59 миллионов лет — разрушается под действием космической радиации. Значит, он появился, по геологическим меркам, совсем недавно.