Авторы исследования полагают, что под поверхностью минимум трёх из двадцати восьми спутников Урана могут находиться огромные океаны жидкой воды. Предложили начать изучение ледяных оболочек Миранды, Ариэль и Умбриэль. Полученные результаты важны для планирования будущей миссии NASA к Урану и могут расширить представления о потенциально обитаемых мирах Солнечной системы.
Пять основных лун седьмой по удаленности от Солнца планеты часто называют литературными, потому что их названия происходят из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Первые два спутника — Титания и Оберон — обнаружил Уильям Гершель в 1787 году, а открытие Миранды принадлежит Джерарду Койперу (1948 год). Следующие десять спутников нашел зонд NASA «Вояджер-2», а остальные рассмотрели с помощью наземных и космических телескопов.
Известный космический аппарат «Вояджер-2» пролетал мимо Урана в 1986 году и отправил на Землю первые зернистые снимки крупных ледяных спутников. Почти через 40 лет специалисты Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства Соединенных Штатов планируют отправить к Урану новую миссию. В её реализации участвуют не только сотрудники NASA, но и исследователи из других университетов.
В настоящее время проект находится на начальной стадии разработки, но исследователи новой работы, представленного в журнале Geophysical Research Letters, Разработана компьютерная модель, пригодная для поиска подлёдных океанов с использованием камер и других инструментов.
Чтобы обнаружить подповерхностные океаны на лунах Миранды, Ариэль и Умбриэль, команда специалистов во главе с Дагом Хемингуэем из Института геофизики Техасского университета и Фрэнсисом Ниммо из Калифорнийского университета предложила воспользоваться физическими либрациями — малыми колебаниями в вращении спутников. Расчеты показали, что при наличии жидкого океана под ледяной оболочкой лун амплитуда колебаний будет значительно выше.
Например, подповерхностный океан на спутниках (при достаточной тонкости ледяных оболочек) может увеличивать амплитуду колебаний более чем до 100 метров. Это обусловлено тем, что океан позволяет оболочке свободно двигаться относительно ядра.
Кроме колебаний во вращении лун Урана, гравитационные поля спутников позволяют предположить наличие подледных океанов. Сочетание этих методов может дать сведения о внутренней структуре небесных тел: толщине ледяной оболочки, глубине океана и свойствах каменного ядра.
Новые исследования важны для организации будущих космических полетов: понимание необходимых измерений и их точности позволит выбрать инструменты и рассчитать траекторию. Расстояние до седьмой от Солнца планеты регулярно меняется (от 2,6 до 3,15 миллиарда километров), что усложняет миссию и влияет на ее длительность.
Учёные пришли к выводу, что измерение физических либраций (с точностью до 10 метров) новыми космическими аппаратами подтвердит наличие подповерхностных океанов на трёх лунах Урана. Понимание внутренней структуры этих небесных тел прольёт свет на их эволюцию и геологическую историю.
Обнаружение подлёдных океанов с жидкой водой на уранских спутниках может повлиять на наше понимание условий, пригодных для жизни. подытожили авторы научной работы.