Der Mond des Uranus, Ariel, könnte eine 160 Kilometer tiefe Ozean unter seiner rissigen, eisigen Schale verbergen, so eine neue Studie, die in Icarus veröffentlicht wurde. Die Forschung kartografiert die Oberfläche des Mondes, um nachzuvollziehen, wie sein Inneres und seine Umlaufbahn in der Vergangenheit aussahen.
Ariels zerbrochene Oberfläche
Der zweitnäheste Mond zum Uranus ist Ariel, und er ist außerdem der hellste der Planeten Satelliten. Er erstreckt sich nur über 1170 Kilometer – ungefähr die Distanz zwischen dem Planetary Science Institute in Tucson und Salt Lake City, Utah – und zählt dennoch zu den viertgrößten Monden des gesamten Uranus-Systems. Trotz seiner bescheidenen Dimensionen birgt seine Oberfläche eine große Komplexität.
Die Oberfläche zeigt einen alten Krater neben jüngeren Merkmalen, von denen einige möglicherweise durch Kryovulkanismus entstanden sein könnten – Ausbrüchen von Wasser, Eis oder anderen Materialien aus unterhalb der eisigen Kruste anstelle von geschmolzenem Gestein. Über den Mond verzeichnen sich Frakturen, Grate und Grabensysteme, die Stellen markieren, an denen Teile der Kruste unter das umliegende Land gesunken sind.
Gezeitenkräfte und Orbitale Form
Um Ariels Oberfläche zu untersuchen, kartografierten Wissenschaftler zunächst seine größten Merkmale und wandten sich dann an ein Computermodell, um zu simulieren, wie der Mond durch die Gravitationskraft des Uranus gedehnt und gestaucht wird. Dieses ständige Biegen könnte die Ursache für die großen Risse sein, die über die eisige Welt hinweg sichtbar sind.
„Ein wichtiger Faktor ist die Orbitale Exzentrizität, die beschreibt, wie stark sich eine Umlaufbahn von einem perfekten Kreis unterscheidet“, sagte Patthoff. „Veränderungen in Ariels innerer Struktur und der Orbitalen Exzentrizität könnten beide den Grad der Gezeitenbeanspruchung beeinflussen, der auf seine eisige Kruste wirkt.“
Eine viel exzentrischere Umlaufbahn
Die Forscher entdeckten, dass Ariel möglicherweise zuvor eine Orbitale Exzentrizität von etwa 0,04 besessen haben könnte, was ungefähr das 40-fache des Wertes beträgt, den sie heute misst. Eine solche Veränderung hätte die Gezeitenkräfte, die auf Ariel wirken, deutlich erhöht, was zu einer Umlaufbahn führen würde, die etwa viermal so stark gedehnt ist wie die des Jupitermondes Europa, wo ständiges Dehnen und Zusammenschnüren seine eisige Oberfläche stark beschädigt hat.
„Um solche Frakturen zu erzeugen, benötigt man entweder eine sehr dünne Eisschicht auf einem sehr großen Ozean oder eine höhere Exzentrizität und einen kleineren Ozean“, sagte Patthoff. „Aber auf jeden Fall brauchen wir einen Ozean, um die Frakturen erzeugen zu können, die wir auf Ariels Oberfläche sehen.“
Doppelwelten der Ozeane im Uranus-System
Die vorherige Arbeit derselben Gruppe fand vergleichbare Hinweise für Miranda, einen eisigen Satelliten, der um Uranus kreist. In Kombination deuten diese Entdeckungen darauf hin, dass mehrere Monde innerhalb des Uranus-Systems möglicherweise beträchtliche unterirdische Ozeane beherbergen könnten.
Tom Nordheim, ein Mitautor und der Hauptverantwortliche für den NASA Solar System Workings Zuschuss, der die Miranda- und Ariel-Studien finanzierte, wird mit den Worten zitiert: „Wir finden Hinweise darauf, dass das Uranus-System möglicherweise Doppelwelten der Ozeane beherbergen könnte.“ Er arbeitet an der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.
Was eine zukünftige Mission finden könnte
Die Forscher haben es noch nicht genau festgestellt, wann Ariels tiefer Ozean entstanden ist oder wie lange er bestand. Die Ergebnisse liefern einen wichtigen Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen, wie solche verborgenen Meere auf weit entfernten, gefrorenen Welten entstehen, sich verändern und möglicherweise verschwinden.
Forscher glauben, dass eine zukünftige Mission zu Uranus mit ihrer Bildausrüstung auf die unerforschten nördlichen Hemisphären von Ariel und Miranda gerichtet sein könnte, um ihre Vorhersagen auf die Probe zu stellen, indem sie nach den Frakturen und Graten suchen, die ihre Modelle vorhersagen sollten.
Das North Dakota Space Grant Consortium stellte Mittel für diese Forschung bereit.
Schlüsselzahlen
| Merkmal | Ariel |
|---|---|
| Durchmesser | 720 Meilen (1.159 km) |
| Distanz von Tucson nach Salt Lake City | Etwa 720 Meilen |
| Bahneccentrizität (früher) | ~0.04 |
| Meerestiefe von Ariel (geschätzt) | >100 Meilen (170 km) |
Was die Forscher suchen, ist eine Rückkehr zum Uranus-System, damit sie es selbst beobachten können.
Quelle: ““Wir müssen einfach zurückgehen” – Ariel, der Mond des Uranus, könnte eine 100 Meilen tiefe Ozean verbergen“, ScienceDaily.
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