Niezwykłe odkrycie planetologów. Potężne uderzenia niszczą podpowierzchniowe oceany!
Naukowcy z Southwest Research Institute (SwRI) przeprowadzili symulacje mające wyjaśnić, jaką rolę odgrywają katastrofalne zderzenia w losach podpowierzchniowych oceanów lodowych księżyców w Układzie Słonecznym.
Wyniki, opublikowane w czasopiśmie „Nature Astronomy”, wskazują, że zderzenia mogą wpływać na obecność i trwałość takich oceanów, ale najprawdopodobniej nie prowadzą do ich powstania.
Wiele lodowych księżyców zewnętrznego Układu Słonecznego, w tym mniejsze księżyce Saturna i Urana, uznaje się za potencjalne „światy oceaniczne” – kryjące pod lodową skorupą duże ilości ciekłej wody. Ich cechy skłoniły naukowców do postawienia pytania, czy są to oryginalne księżyce, które powstały wraz z planetami macierzystymi, czy raczej obiekty, które zostały rozbite w wielkich kolizjach i ponownie się skonsolidowały.
Czy rozbity księżyc może odzyskać ocean?
Zespół pod kierownictwem dr Alyssy Rhoden z SwRI połączył model hydrodynamiki cząstek (SPH) symulujący zderzenia z modelem termiczno-strukturalnej ewolucji, co pozwoliło porównać stan księżyców przed zderzeniem, po nim oraz w scenariuszu bez kolizji. Za zderzenie „rozrywające” uznano takie, w którym największy zachowany fragment miał mniej niż połowę wielkości pierwotnego obiektu.
Badaczki chciały sprawdzić, czy energia z takiego uderzenia mogłaby wystarczyć, by roztopić lód i doprowadzić do powstania oceanu w małym, zamarzniętym księżycu. Modele pokazały, że jest to niezwykle trudne – w większości przypadków rozbity mały księżyc raczej traci istniejący ocean albo uniemożliwia jego powstanie, niż go tworzy.
Efekt „pieczonego ziemniaka”
Zaskakujące jest to, że dostarczenie większej ilości energii do systemu, teoretycznie mogące stopić lód, w praktyce działa przeciwko tworzeniu oceanu – energia ta bardzo szybko się rozprasza. Dr Raluca Rufu z SwRI porównała ten proces do pieczenia ziemniaków: małe kawałki, podobnie jak frytki, nagrzewają się i stygną znacznie szybciej niż cały ziemniak. Tak samo dzieje się, gdy rozbity zostaje mały księżyc – wszystkie jego fragmenty tracą ciepło bardzo szybko.
Mimo że zderzenia nie sprzyjają powstawaniu nowych oceanów, prowadzą do rozdzielenia lodu i skały. Po kolizji lód na chwilę topnieje, cięższy materiał opada do jądra, a woda ponownie zamarza, tworząc grubszą warstwę lodu wokół rdzenia. Większe księżyce, o promieniu 1000 kilometrów lub większym, mogą zachować istniejący wcześniej ocean, natomiast mniejsze zwykle go tracą.
Badaczki podkreślają, że potrzeba dalszych analiz, aby ustalić, czy jakiekolwiek warunki mogłyby sprzyjać powstaniu oceanu w mniejszych, ponownie skonsolidowanych księżycach. Zdaniem dr Rhoden, obecnie wydaje się mało prawdopodobne, by takie księżyce Saturna jak Enceladus czy Dione, uznawane za posiadające oceany, zostały rozbite i odtworzone w ciągu ostatnich 100 milionów lat.
Źródło: Southwest Research Institute
Czytaj też: Starfleet Academy staje się faktem? USA powołują Amerykańską Akademię Kosmiczną!
Grafika tytułowa: Patrick Boucher / Unsplash
