Van -e a Neptunusz Hold Tritonjának felszín alatti óceánja?
Ezt a színes fotót a Neptunusz legnagyobb holdjáról, Tritonról a NASA Voyager 2 szondája 1989. augusztus 24 -én, 330 000 mérföldről szerezte meg. A felbontás körülbelül 6,2 mérföld, ami elegendő a topográfiai részletek megjelenítéséhez. (Kép jóváírása: NASA/JPL)
Tritont 1846 -ban fedezte fel William Lassell brit csillagász, de a Neptunusz legnagyobb holdjáról sok minden még rejtély.
A NASA Voyager 2 űrhajójának repülése 1989 -ben gyors pillantást vetett a műholdra, feltárva a felszíni összetételt, amely főként vízjégből, valamint némi nitrogénből, metánból és szén -dioxidból áll.
Mivel Triton sűrűsége meglehetősen magas, gyanítható, hogy a Holdnak nagy szilikát kőzete van. Lehetséges, hogy folyékony óceán képződött a sziklás mag és jeges felszíni héj , és a tudósok azt vizsgálják, hogy ez az óceán fennmaradhatott -e eddig.
A Kuiper -övből készült
A körülbelül 2700 kilométer széles Triton egyedülálló tulajdonsággal rendelkezik a nagy Naprendszer holdjai között: egy retrográd pálya. [ Videó: Fly By Neptune's Freezing Moon Triton ]
A bolygók por és gáz korongos korongjából képződnek, amely körülveszi a fiatal csillagot. Ez a korong egy irányban kerüli meg a csillagot, és így a legtöbb bolygó és holdjaik ugyanabban az irányban keringnek. Ezeket a pályákat előrehaladásnak nevezik, és azt mondják, hogy egy visszafelé keringő gazember objektum retrográd pályán van. A Triton retrográd pályája azt jelenti, hogy nagy valószínűséggel nem a Neptunusz körül alakult ki.
A korai naprendszer a dinamikus erőszak helyszíne volt, sok test pályát váltott és egymásnak csapódott. A Triton valószínűleg a Cooper öv - a jeges testek gyűrűje a Neptunuszon túl -, és befelé süllyedve küldték, amíg a Neptunusz gravitációja el nem fogta.
Közvetlenül az elfogás után a Hold erősen elliptikus, excentrikus pályára került volna. Ez a fajta pálya nagy árapályokat idézett volna elő a Holdon, és ezeknek az árapályoknak a súrlódása energiaveszteséget okozott volna. Az energiaveszteség hővé alakul a Holdon belül, és ez a hő megolvaszthatta a jeges belső tér egy részét, és óceánt képezhetett Triton jéghéja alatt.
A dagályok energiavesztesége felelős azért is, hogy a Triton pályája ellipszisről körre fokozatosan változzon - állítják a kutatók.
A belső tér fűtése
Az árapály súrlódása nem az egyetlen hőforrás a szárazföldi testben; rádiófűtés is van. Ez a radioaktív izotópok holdon vagy bolygón belüli bomlása által termelt hő, és ez a folyamat több milliárd évig képes hőt termelni.
A radiogén fűtés többszörösen több hőt ad a Triton belsejének, mint az árapályos fűtés; ez a hőség azonban önmagában nem elegendő ahhoz, hogy a felszín alatti óceánt 4,5 milliárd év alatt folyékony állapotban tartsák.
De az árapály elvezetése miatt a hő a Triton jéghéjának aljára koncentrálódik, ami gátolja a jég növekedési ütemét, és hatékonyan árapály-fűtött takaróként működik. Ez az árapály -disszipáció erősebb az excentricitás nagyobb értékei esetében, vagyis a múltban nagy szerepet játszott volna a Triton melegítésében.
'Bár az árapály -eloszlás koncentrációja a jéghéjak alja közelében ismert volt egy ideje, úgy gondoljuk, hogy munkánk az első, amely bizonyítja, hogy valóban szabályozza a felszín alatti óceánok befagyását és fenntarthatóságát.'
-mondta Saswata Hier-Majumder a Marylandi Egyetemen. 'Ehhez képest a radiogén fűtés egyenletesen felmelegíti a héjat, és így nincs olyan aránytalan befolyása, mint az árapályos disszipációnak.'
Ez a számítógép által készített montázs a Neptunust mutatja, ahogy az a Tritonhoz, a Neptunusz legnagyobb holdjához közeledő űrhajóról látszik.(Kép jóváírása: NASA)
Az óceán fenntartása
A pontos időpont, amikor Tritont elfogta a Neptunusz, és az, hogy mennyi időbe telt, amíg a hold pályája körkörös lett.
Triton pályája jelenleg szinte pontosan kör alakú. Fontos megvizsgálni, hogyan alakult ki a pálya alakja az idő múlásával, hogy meghatározzuk az árapályos felmelegedés szintjét, és így, hogy a felszín alatti óceán ma is létezhet -e.
Ahogy Triton lehűl, a jégtakaró elnyeli az óceánt. Az új kutatás kiszámítja, hogy a jéghéj vastagsága hogyan befolyásolhatja az árapályos disszipációt és ezáltal a felszín alatti óceán kristályosodását.
Ha a Triton jéghéja vékony, akkor az árapály erők kifejezettebb hatást fejtenek ki, és növelik a hevítést. Ha a héj vastag, akkor a Hold merevebbé válik, és kevésbé alakul ki az árapály.
'Nagyon valószínűnek tartom, hogy a felszín alatti ammóniában gazdag óceán létezik Tritonban'-mondta Hier-Majumder. [De] számos bizonytalanság van Triton belső és múltbeli ismereteiben, ami megnehezíti a teljes bizonyossággal történő előrejelzést.
Például Triton sziklás magjának pontos mérete ismeretlen. Ha a mag nagyobb lesz, mint a számításokban használt érték, akkor több lesz a radiogén fűtés, és az extra fűtés növeli a meglévő óceánok méretét.
Az óceán mélysége szintén nem lehet állandó a Holdon, mivel az árapályos disszipáció az energiát a pólusok közelében koncentrálja, ami azt jelenti, hogy egy óceán valószínűleg mélyebb lenne ott. Ezenkívül a legutóbbi számítások úgy becsülik, hogy a külső fagyos testek Naprendszer akár 15 százalék ammóniát is tartalmazhat. Az ammóniában gazdag illékony anyag csökkenti azt a hőmérsékletet, amelyen a szilárd anyag folyadékká alakul, és az ilyen illékony anyagok jelenléte szintén segíthet abban, hogy egy folyékony réteg megmaradjon a jég alatt.
Élet az óceánban
A jeges naprendszer testein található felszín alatti óceánok potenciális élőhelyeket biztosíthatnak a primitív földönkívüli élet számára. [5 Az idegen élet merész állításai]
A Jupiter holdja, az Europa jelenleg a vezető jelölt ilyen élőhelyre, bár erről még sok vita folyik. A Triton -óceán mélyén létező élet valószínűsége jóval kisebb, mint az Europa esetében, de ez mégsem zárható ki teljesen, állítják a kutatók.
A Triton felszín alatti óceánjában valószínűleg jelen lévő ammónia csökkentheti a víz fagyáspontját, így alkalmasabbá téve az életre. Az óceán hőmérséklete még valószínűleg mínusz 143 Fahrenheit (mínusz 97 Celsius fok) körül mozog, ami jelentősen lelassítaná a biokémiai reakciókat és gátolná az evolúciót. A szárazföldi enzimek azonban megállapították, hogy felgyorsítják a biokémiai reakciókat mínusz 153 Fahrenheit (mínusz 103 Celsius fok) hőmérsékletig.
Távolabbi lehetőség, hogy a Triton szilícium alapú életet élhet, feltéve, hogy a szilícium valóban használható alapja az életnek szén helyett.
A szilánok, amelyek a szénhidrogének szerkezeti analógjai, megfelelő körülmények között építőelemként használhatók az életre. A hideg hőmérséklet és a korlátozott mennyiségű szén a Tritonon alkalmas lehet a szilícium-alapú életre, de nincs elég információ a szilánok viselkedéséről ilyen szokatlan körülmények között ahhoz, hogy határozottan kijelentsük, hogy létezik ilyen élet.
Jodi Gaeman, Saswata Hier-Majumder és James Roberts kutatása az Icarus folyóirat augusztusi számában jelent meg.
Ezt a történetet szolgáltatta Asztrobiológiai magazin , a NASA által támogatott webes kiadvány asztrobiológiai program .
