Księżyc Ariel skrywa tajemnicę - ocean głębszy niż Pacyfik pod lodową skorupą

Na dalekich obrzeżach Układu Słonecznego, gdzie Słońce świeci ledwo mocniej niż najjaśniejsze gwiazdy, wokół lodowego olbrzyma Urana krąży świat, który może kryć jeden z najbardziej zaskakujących sekretów kosmicznych odkryć ostatnich lat. Ariel, czwarty co do wielkości księżyc tej planety, przez dziesięciolecia uznawany był za martwy, zamrożony glob. Najnowsze badania opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Icarus przewracają ten obraz do góry nogami.

Naukowcy z Planetary Science Institute i Uniwersytetu Północnej Dakoty odkryli, że pod spękaną lodową skorupą Ariela mógł istnieć ocean o głębokości ponad 170 kilometrów. Dla porównania, średnia głębokość ziemskiego Oceanu Spokojnego wynosi zaledwie cztery kilometry. Ariel ma jedynie 1159 kilometrów średnicy, co odpowiada mniej więcej odległości między Tucson w Arizonie a Salt Lake City w Utah.

Dowody na istnienie tego pradawnego oceanu naukowcy odnaleźli w samej powierzchni księżyca, która przypomina skórę naznaczoną głębokimi bliznami. Rozległe pęknięcia, kaniony i systemy rowów tektonicznych pokrywające Ariel wskazują na okresy intensywnego rozciągania jego skorupy. Takie struktury nie mogą powstać na całkowicie zamarzniętym i statycznym ciele niebieskim.

Alex Patthoff z Planetary Science Institute wyjaśnia, że aby stworzyć obserwowane pęknięcia, potrzebna jest albo bardzo cienka warstwa lodu na bardzo dużym oceanie, albo większa ekscentryczność orbity i mniejszy ocean. W obu scenariuszach ocean jest konieczny. Gdy woda zamienia się w lód, zwiększa swoją objętość, powodując pękanie zewnętrznej powłoki satelity.

Zespół badawczy zmapował większe struktury widoczne na powierzchni Ariela, a następnie wykorzystał program komputerowy do modelowania naprężeń pływowych działających na powierzchnię. Te naprężenia wynikają z deformacji księżyca z kształtu przypominającego piłkę do koszykówki w kształt zbliżony do piłki do futbolu amerykańskiego i z powrotem, gdy porusza się on bliżej i dalej od Urana podczas swojej orbity. Analiza wykazała, że Ariel musiał w przeszłości mieć znacznie bardziej wydłużoną orbitę.

Ale skąd wzięło się ciepło potrzebne do roztopienia lodu w tak odległym i mroźnym świecie? Odpowiedź tkwi w rezonansach orbit, gdzie okresy orbitalne księżyców układają się w precyzyjnych proporcjach, powodując, że lodowe wnętrza przechodzą przez fazy nagrzewania, a w niektórych przypadkach topnienia i zamarzania. Podążając bardziej eliptyczną trajektorią, Ariel doświadczał zmiennych sił pływowych ze strony swojej planety-macierzy. Jego wnętrze było nieustannie ściskane i rozprężane, generując ogromne ciepło wewnętrzne poprzez tarcie.

To odkrycie jest drugim w serii badań badających dawną strukturę podpowierzchniową księżyców Urana. W zeszłym roku ten sam zespół opublikował artykuł o Mirandzie, najmniejszym z dużych księżyców Urana, z podobnymi wynikami. Tom Nordheim z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory stwierdził, że znajdują dowody na to, iż system Urana może być domem dla dwóch światów oceanicznych.

Teleskop kosmiczny Jamesa Webba dostarczył dodatkowych wskazówek, odkrywając na powierzchni Ariela znaczące ilości lodu z dwutlenku węgla i tlenku węgla, szczególnie na półkuli zwróconej tyłem do kierunku ruchu księżyca na orbicie. To zaskakujące, ponieważ w tak niskich temperaturach i przy braku atmosfery te związki powinny sublimować i uciekać w przestrzeń kosmiczną. Ich obecność sugeruje, że są one stale uzupełniane z wnętrza księżyca, prawdopodobnie z podpowierzchniowego oceanu.

Webb wykrył także ślady minerałów węglanowych, soli tworzących się gdy skała kontaktuje się z płynną wodą, co stanowi kolejny argument za istnieniem oceanu. Najnowsze badania sugerują, że głębokie rowki przecinające wielkie kaniony Ariela mogą działać jak centra rozprzestrzeniania, podobne do tych tworzących nową skorupę oceaniczną na dnie ziemskich oceanów, transportując materiały między wnętrzem księżyca a jego powierzchnią.

Historia Ariela wpisuje się w szerszy obraz światów oceanicznych w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Z dodaniem Ariela lista potencjalnych światów oceanicznych wzrosła do co najmniej dziesięciu, obejmując księżyce wszystkich czterech planet olbrzymów oraz planety karłowate Pluton i Ceres. Choć ocean Ariela, w przeciwieństwie do oceanów Europy czy Enceladusa, prawdopodobnie już zamarzł, jego przeszłość budzi fascynujące pytania.

Naukowcy nadal nie są pewni, jak dawno temu ten głęboki ocean mógł istnieć. Nie wiedzą też, jak długo przetrwał, ani czy nadal istnieje w jakiejś formie. Jednak ich praca dostarcza cennych wskazówek, jak takie oceany ewoluują w odległych zakątkach naszego systemu planetarnego i rozszerza nasze rozumienie stref nadających się do zamieszkania daleko poza tradycyjną strefą nadającą się do zamieszkania wokół gwiazd.

Ariel przypomina nam, że możliwość istnienia życia we wszechświecie może być znacznie szersza niż kiedykolwiek przypuszczano. Kolebki życia mogą powstawać tam, gdzie najmniej się tego spodziewamy – w cieniu lodowych olbrzymów, gdzie grawitacja gigantycznych planet podtrzymuje ciepło w sercu ich małych satelitów, ukryte pod kilometrami wiecznego lodu.

Źródła:

https://www.space.com/astronomy/uranus/a-hidden-ocean-may-have-once-exi…
https://www.psi.edu/blog/evidence-of-a-past-deep-ocean-on-uranian-moon-…
https://phys.org/news/2025-09-uranian-moon-ariel-surface-features.html
https://astrobiology.com/2025/09/evidence-of-a-past-deep-ocean-on-ariel…