Felszín alatti óceán egy kicsiny Szaturnusz-holdon

Egyre inkább úgy tűnik, a felszín alatti óceánt hordozó holdak kimondottan gyakoriak a Naprendszerben. A Mimas felszín alatti óceánjáról már évek óta voltak sejtéseik a szakembereknek, azonban most úgy tűnik, sikerült bebizonyítani is a jelenlétét. Ezzel az apró jeges hold csatlakozik a Naprendszer azon égitestjeinek egyre bővülő sorához, amelyeknél efféle felszín alatti víztömeget találtunk. A felfedezésről a Nature folyóiratban számolt be a Párizsi Obszervatórium vezette nemzetközi kutatócsoport.

A felszín alatti óceánokról általában árulkodik az égitest felszíne, amelyen a belső dinamikai folyamatok hatására egyrészt jellegzetes felszíni formavilág alakul ki, másrészt a rendre megújuló felszín becsapódásokban szegénnyé válik. Ha ebből indulunk ki, a Mimasról nem jutna eszünkbe a felszín alatti óceán esélye, mivel a felszíne egyáltalában nem árulkodik róla. Míg a közismerten óceánt tartalmazó Enceladus felszíne sima, addig a Mimas felszínét kráterek sokasága tagolja, nem úgy tűnik, mintha átformálta volna a mélybeli óceánja.

Miként sikerült akkor mégis eljutni az óceán jelenlétéhez? A kutatók a Cassini űrszonda által végzett mérési adatokat elemezték, amelyek a kb. 400 kilométeres átmérőjű Mimas pályájának jellemzőit írták le. Konkrétan a keringése és a tengelyforgása közötti összefüggések segítették elő a vizsgálatot.

A Mimas kötött keringésű, vagyis – a mi Holdunkhoz hasonlóan – mindig ugyanazt az oldalát mutatja a bolygója felé, és a tengelyforgási ideje megegyezik a keringési idejével. Szintén a mi Holdunkhoz hasonlóan, a Mimas mozgására is jellemző az úgynevezett libráció, amit egész egyszerűen billegésnek nevezhetnénk. A billegés visszahat az égitest pályamozgására is, és e hatás alapján lehetett a mélybeli óceán jelenlétére következtetni. A Mimas keringésének matematikai modelljét összehasonlították a Cassini által mért adatokkal, és ennek a finom különbségei arra utaltak, hogy óceán lehet a kis hold mélyén. Mi több: a libráció közvetlen méréséből azt is ki lehetett számítani, hogy ez az óceán egy kb. 20-30 kilométer vastag jégkéreg alatt rejtőzik, vagyis a Mimas kérge kb. olyan vastag, mint az Enceladusé. Az óceán alatt a hold kőzetmagja zárja a rétegek sorát.

No de miként jöhetett létre a felszín alatti óceán ezen a kicsiny holdon? A kutatók a Szaturnusz gravitációja miatti árapályhatásokat modellezve arra jutottak, hogy néhány millió éve (nem több mint 25 millió, de inkább 5-15 millió) a Mimas pályájának átalakulásához köthető. A Mimas keringése ekkor a Szaturnusz két másik holdjaival (Enceladus, Tethys) rezonanciába lépett és azok gravitációja hatására elnyúltabbá vált a pályája. Az elnyúltabb pálya hatására a kis hold belsejére ható árapályerők felmelegítették az eredetileg még jégként jelen lévő vizet, így alakult ki a mélybeli óceán.

A Mimas óceánja pont a fiatal kora miatt rendkívül érdekes. Míg a többi ismert mélybeli óceánnal rendelkező égitest óceánja régóta létezik, a Mimas még csak a léte kezdetén jár. Esetében a víz és a holdacska kőzetmagja közti kapcsolat is csak az első lépéseknél tart. (Az Enceladus esetében például az űrbe spriccelő jéggejzírei vizében ki is lehetett mutatni a kőzetmagból származó szilikátokat.) Ez azt is jelenti, hogy a segítségével tanulmányozható lesz a mélybeli óceánok fejlődése. Az efféle óceánok mind magukban rejtik az élet kialakulásának lehetőségét is, és ez teszi különösen izgalmassá ezeket az égitesteket a kutatók számára.