Van-e benne óceán?
(Rovat: Cassini, Távoli világok kutatói - 2022.02.02 07:15.)

A látszat csal. A Mimas felszínén semmi sem utal a mélyben lévő óceánra, a közvetett bizonyítékok azonban alátámasztani látszanak a létezését.

A texasi Southwest Research Institute (SwRI) egyik kutatója azt szerette volna bebizonyítani, hogy a Szaturnusz legbelső holdja fagyott, inaktív világ, ehelyett viszont meggyőző bizonyítékot talált arra, hogy a Mimas belsejében óceán van. A NASA Cassini űrszondája végnapjaiban végzett mérésinek eredményeiben a hold forgásában különös librációra, vagy oszcillációra utaló jeleket találtak, ami gyakran az égitest geológiai aktivitásának a jele, és alátámaszthatja egy belső óceán létezését. Eszerint a Mimas „rejtőzködő” óceánt tartalmazhat, miközben az égitest felszínén semmi sem utal annak jelenlétére.

A bolygókutatásban az elmúlt negyedszázadban elért egyik legfontosabb eredmény annak felfedezése volt, hogy a Naprendszerben gyakoriak azok az égitestek, amelyek jeges vagy kőzetekből álló felszíne alatt folyékony vízből álló óceán található. Ezen égitestek közé tartozik az Europa, a Titán, az Enceladus, sőt a Plútó is. Ezzel szemben sokkal ritkábbak az olyan égitestek, mint a Föld, amelynek felszínén éppen megfelelően a fizikai viszonyok ahhoz, hogy a víz folyékony halmazállapotban létezzék, vagyis felszíni óceánok jöhessenek létre. Ezen felbuzdulva a planetológusok az égitestek új osztályát definiálták, az úgynevezett belső vízóceánnal rendelkező égitesteket (IWOW-ok, interior water ocean worlds), rámutatva arra, hogy ezek a csillaguktól távolabb, sokkal szélesebb tartományban létezhetnek, mint azok, amelyek felszínén folyékony lehet a víz. Ebből azt a következtetést is levonták, hogy felismerésük jelentősen megnöveli „a valószínűleg létező lakható világok számát a galaxisban”.

Az SwRI kutatói felfedezték, hogy a Szaturnusz kis holdja, a Mimas (balra) belsejében, a vastag jégpáncél alatt folyékony vízből álló óceán létezhet, akárcsak nagyobb szomszédján, az Enceladuson (jobbra). (Kép: Kép: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Mivel a Mimas felszínét sűrűn borítják a kráterek, korábban azt feltételezték, hogy a hold egyszerűen csak egy jégtömb, szemben az Enceladusszal és az Europával, amelyek felszínén könnyen felismerhetők a repedések, törések és a geológiai aktivitás más nyomai. Most viszont kiderült, hogy a Mimas csak „ügyesen leplezi” a mélyben rejtőző óceánt, míg másik két holdnál annak a felszínen is látható jelei vannak. A hold belsejének melegen tartásáról az árapályerők gondoskodnak, ezek hatására a hold keringési és forgási energiájának egy része disszipálódik, ami elég a víz folyékony állapotban tartásához. A Mimas librációja alapján feltételezett belső szerkezetét az árapályfűtés nagyságával összevetve megállapították, hogy a fejlődő hő elég ahhoz, hogy egy vízréteget folyékonyan tartson, viszont nem fejlődik túlságosan sok hő, így a felszínen megmaradhat a vastag jégréteg. Numerikus modellezéssel arra a következtetésre jutottak, hogy a folyékony óceán fölött elhelyezkedő, állandó állapotú jégkéreg vastagsága 24–31 km lehet.

Az SwRI kutatói azt is megállapították, hogy a felszínről kisugárzódó hő mennyisége nagyon érzékenyen függ a jégréteg vastagságától, márpedig előbbit egy űrszonda pontosan megmérheti, így igazolhatja a felszín alatti óceán hipotézisét. A Juno szonda például a tervek szerint idén év végén el fog repülni az Europa közelében, amikor is mikrohullámú radiométerével megmérheti a Jupiter holdjának hősugárzását. Az adatokból következtetni tudnak arra is, hogyan játszódik le a hasonló folyamat a Mimas és más hasonló égitestek esetében. A kutatás folytatását egyelőre a NASA 2024-es indításra tervezett Europa Clipper szondájától várják.