Znanstvenici sa Sveučilišta Maryland proveli su studiju objavljenu u časopisu Nature Astronomy u kojoj su spojili dvije vrste računalnih simulacija: one koje prate fiziku sudara milijuna krhotina leda i stijena te one koje modeliraju sporo zagrijavanje i hlađenje unutrašnjosti mjeseca kroz milijarde godina. Rezultat je jasan: sudari ne mijenjaju temeljno pravilo, ako je ocean postojao prije udara, postojat će i poslije.
Voditelj istraživanja Marc Neveu, astronom i znanstveni suradnik na Sveučilištu Maryland, opisao je što su njegov tim i kolege sa Southwest Research Institutea u Coloradu te Weizmann instituta u Izraelu otkrili. „Ono što smo pronašli jest da ti veliki sudari zapravo ne igraju važnu ulogu što se tiče oceana. Ako je ocean postojao prije, vjerojatno će postojati i poslije, i obrnuto”, rekao je Neveu.
Iznenađenje je bilo obostrano. Simulacije su obuhvatile najveće sudare koje su istraživači mogli osmisliti, a razlika u ishodu između velikih i malih udara pokazala se manjom nego što se očekivalo. „Ako oni nisu napravili razliku, malo je vjerojatno da bi manji udari mogli”, dodao je.
Veći mjesec zadržava toplinu, manji je gubi
Studija je obuhvatila mjesece radijusa oko 500 i 1.000 kilometara, koje su istraživači izložili udarima manjih stijena, razbijanju i ponovnom sastavljanju, a zatim ubrzali 4,5 milijardi godina njihova razvoja. Pokazalo se da veličina mjeseca određuje sudbinu oceana više nego što se mislilo.
Kod većih mjeseca energija sudara pretvara se u dodatnu toplinu koja može zadebljati postojeći ocean na nekoliko milijardi godina. Kod manjih se priča okreće: prije sudara mali mjesec ima izmiješani vanjski sloj leda i stijena koji djeluje kao izolacijska deka i čuva toplinu. Udar razbija taj sloj, stijena tone prema središtu, led izbija na površinu, i mali mjesec teže zadržava ocean. No ni u jednom slučaju sudar nije stvorio ocean koji bi inače ostao zaleđen.
Nalazi se odnose na čitavu obitelj stvarnih svjetova koje NASA i druge svemirske agencije planiraju istraživati: Saturnove mjesece Mimas, Enceladus, Tetiju, Dionu i Reju, Uranove Mirandu, Ariel, Umbriel, Titaniju i Oberon te Neptunov veliki mjesec Triton.
Reja kao testni slučaj
Posebnu pozornost tim je posvetio Saturnovu mjesecu Reji, čiji drevni krateri izgledaju neobično glatko i ublaženo, kao da su grijani iznutra. Neveu je to usporedio sa snjegovićem koji se na suncu počne topiti. „Rejini krateri izgledaju tako izglađeno, ali to nije bilo sunce. Toplina je došla odozdo. Davni sudar koji je pojačao unutarnji ocean mogao bi objasniti zašto mjesec izgleda tako”, rekao je.
Rezultati dolaze u trenutku dok NASA i planetarna znanstvena zajednica odlučuju kamo će poslati buduće misije. Znanje o tome koji mjeseci najvjerojatnije skrivaju vodu moglo bi odrediti odabir ciljeva i vrstu instrumenata, od gravitacijskog otiska skrivenog oceana do slanih naslaga i ledenih kriovulkana na površini. Utječe čak i na to koliko osjetljivi instrumenti za otkrivanje života moraju biti.
„Ako postoji samo nekolicina mikroba, nećete dizajnirati istu vrstu misije kao da je ocean pun kitova”, rekao je Neveu. „Vrsta života koju tražimo odredit će kakve alate trebamo razviti.”
Ipak, upozorio je da je povijest sudara samo jedan od čimbenika koji oblikuju potencijal mjeseca za život. Drugi, poput topline koju stvaraju plimne sile, jednako su važni.
Ova studija otvara pitanje koje njezini autori nisu postavili: ako sudari ne uništavaju oceane, koliko su onda pouzdani kriteriji prema kojima dosad procjenjujemo nastanjivost ledenih svjetova? I koliko je novca već usmjereno prema mjesecima koji su možda odavno izgubili unutarnju toplinu, dok oni s aktivnim plimnim zagrijavanjem čekaju u redu?
Za Neveua je ovo tek dio slagalice. „S vremenom bih volio pritisnuti play na jednom sustavu mjeseca i gledati kako se mjeseci kreću, kako se sudaraju i kako se njihove unutrašnjosti mijenjaju”, rekao je. „Možda bismo tada mogli rekonstruirati što se dogodilo oko Saturna, Urana i Neptuna.”