Įsivaizduokite mėnulį, sudraskytą į ledo šukes ir uolienų trupinius, o paskui lėtai vėl surenkamą tarsi sudaužyto laikrodžio detales. Tai skamba lemtingai. Tačiau naujos simuliacijos rodo, kad sunaikinimas nereiškia, jog vandenynas visada išnyksta.
Marylando universiteto vadovaujami mokslininkai, pranešę Nature Astronomy, sujungė du labai skirtingus modelius: dramatiškas smūgių simuliacijas ir ilgalaikį vidinės struktūros evoliucijos modeliavimą. Tikslas buvo aiškus ir užsispyręs: ar mėnulis, kuris buvo sudaužytas, vis tiek gali po savo plutą slėpti skystą vandenį?
„Pagrindinis klausimas buvo, ar tokie sunaikinimai padeda mėnuliams vėliau turėti vandenynus, ar jie ištrina vandenyną ir paverčia mėnulį šalčiu mirusiu pasauliu“, sakė Marc Neveu, tyrimo vyriausiasis autorius ir astronomijos vyresnysis mokslo darbuotojas Marylando universitete. Jų atsakymas nustebino savo nekompromisinumu: jei mėnulis prieš tai turėjo vandenyną, tikėtina, kad jis bus ir po smūgio. Jei jis prieš tai buvo užšalęs, smūgis paprastai jo nebeatgaivins.
Tyrėjai modeliavo mėnulius maždaug 500 ir 1 000 kilometrų skersmens (maždaug 310 ir 620 mylių) ir paleido mažesnius judančius objektus tokiu greičiu ir su energija, kuri buvo pakankama juos visiškai suardyti. Susidūrimo simuliacijos sekė milijonus fragmentų, kurie kaista, susiduria ir galiausiai vėl sugrupuojasi į vieną kūną. Toks rezultatas buvo įvestas į atskirą modelį, sekusį šilumos tekėjimą, diferenciaciją ir galimą tirpimą per 4,5 milijardo metų.
Kaip dažnai nutinka, velnias glūdi detalėse. Dideliems mėnuliams katastrofiško smūgio energija gali iš tikrųjų sutirštinti esamą vandenyną, palaikydama skystą vandenį kelis milijardus metų ilgiau nei nebūtų nutikę be smūgio. Mažesnių mėnulių atveju vaizdas apsiverčia: jų išoriniai sluoksniai dažnai yra mišri uolienų ir ledo kratinė, veikusi kaip izoliacinė antklodė. Smarkus susidūrimas suplėšo šią antklodę, o kai fragmentai nusistovi, uoliena skenda, ledas plūsta ir lieka švaresnė sluoksniuota pluta, kuri efektyviau praleidžia šilumą ir apsunkina vidaus vandenyno išsaugojimą.
Tačiau net ir ši dihotomija turi svarbų papildymą. Potvyninė šiluma (pasaulio lankstymasis ir minkymas dėl planetos ir gretimų mėnulių gravitacinių jėgų) gali dominuoti mėnulio šilumos biudžete. Orbitos pokyčiai arba rezonansiniai sąveikos gali sumažinti arba padidinti šilumos generavimą, o tie orbitiniai poslinkiai tiek sukelia, tiek yra pasekmė susidūrimų. Pilną vaizdą, sako Neveu, reikia stebėti mėnuliams judant, susiduriant ir senstant vienoje nuoseklioje simuliacijoje.
Yra stebimų požymių, kad praeities smūgiai paliko pėdsakus. Pavyzdžiui, Saturno Rėja turi keistai sušvelnėjusius kraterius, bruožus, kurie atrodo taip, lyg šalia paviršiaus esantis ledas dalinai atsipalaidavo arba pralijo, kai buvo sušildytas iš apačios. Neveu lygina tai su sniego žmogumi, susmukusiu po atšilimo; tik šiluma šiuo atveju būtų kilusi iš mėnulio vidaus ir galbūt sustiprinta senos avarijos.
Šie rezultatai yra svarbūs ne vien akademinei smalsumui. Jie keičia, kur planetologai gali nukreipti teleskopus ir erdvėlaivius. Tyrimo pasekmės taikomos daugeliui įdomių objektų: Saturno vidutinio dydžio palydovams, tokiems kaip Mimas, Enceladas, Tethys, Diona ir Rėja; Urano palydovams Mirandai, Arielai, Umbrielui, Titanijai ir Oberonui; bei Neptūno Tritonui. Jei susidūrimai retai sterilizuoja vandenynus, daugiau šių pasaulių lieka tikėtinomis mikrobų buveinėmis.
Kaip tai sužinoti? Pograndinės vandenynai gali išduoti savo buvimą įvairiais būdais: subtiliais gravitaciniais signalais, druskingomis paviršiaus nuosėdomis arba kriovulkaniniais stulpais, išmetančiais vidinę medžiagą į kosmosą. Kiekvienas diagnostinis požymis reikalauja skirtingų instrumentų ir misijų dizaino bei skirtingų lūkesčių dėl to, ką galime rasti. Nedidelis mikrobų pėdsakas pareikalaus vieno jautrumo lygio; vandenynas, turintis sudėtingą cheminių medžiagų gausą, reikalaus kito.
Galiausiai šis darbas praplečia tyrimų lauką. Jis teigia, kad sudužę mėnuliai nebūtinai yra mirę mėnuliai ir kad kosminio smurto randai gali slėpti tęstinį, lėtai rusenantį gyvenamumo potencialą. Kitas žingsnis yra simuliuoti visas mėnulių sistemas kartu, stebint orbitas, smūgius ir vidinę evoliuciją vienu metu, kad kai zondas pasieks užšalusį pasaulį, jis neštų ne tik instrumentus, bet ir aiškesnį supratimą apie tai, ką tas pasaulis išgyveno ir ką vis dar gali slėpti po ledu.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.