ไมมาส: ดวงจันทร์ที่อำพรางมหาสมุทร

 

พื้นผิวที่ปุปะไปด้วยหลุมอุกกาบาตของไมมาส(ซ้าย) บอกถึงประวัติที่เย็นเยือก แต่การแกว่งในการหมุนรอบตัว(libration) ของดวงจันทร์ได้กำจัดภายในที่เป็นเนื้อเดียวกัน(homogeneous interior) กลับเป็นว่า ไมมาสจะต้องมีภายในที่เป็นหิน และชั้นถัดออกมาเป็นมหาสมุทร(option A) หรือเยือกแข็งจนหมดแต่มีแกนกลางรูปร่างไม่ปกติ(option B) มหาสมุทรดูจะสอดคล้องกับลักษณะการส่าย แต่ก็ยากจะประสานกับธรณีวิทยาของไมมาส

     เมื่อนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยเซาธ์เวสต์พบหลักฐานที่น่าประหลาดใจว่า ดวงจันทร์วงในสุดที่มีขนาดเล็กที่สุดของดาวเสาร์ ก็อาจจะสร้างความร้อนได้เพียงพอที่จะค้ำจุนมหาสมุทรของเหลวภายในดวงจันทร์นี้

     แถลงการณ์จากสถาบันวิจัยเซาธ์เวสต์(SwRI) ในซานอันโตนิโอ เทกซัส บอกว่าแบบจำลองเสมือนจริงล่าสุดเพื่อศึกษาแอ่งการชนเฮอร์เชล(Herschel impact basin) ซึ่งเป็นรายละเอียดที่โดดเด่นที่สุดบนพื้นผิวที่ปุปะไปด้วยหลุมอุกกาบาตของไมมาส(Mimas) พร้อมกับการขาดแคลนการแปรสัณฐาน(tectonics) บนไมมาส ได้สนับสนุนการมีมหาสมุทรของเหลวอายุน้อย(ในทางธรณีวิทยา) ภายในดวงจันทร์ โดยมีเปลือกน้ำแข็งบางๆ ล้อมรอบ การค้นพบเหล่านี้เผยแพร่ในวารสาร Geophysical Research Letters วันที่ 26 ธันวาคม 2022

      ในช่วงรุ่งเรืองของปฏิบัติการคาสสินีสู่ดาวเสาร์ ยานได้จำแนกการส่าย(libration) ที่น่าสงสัยจากการหมุนรอบตัวของไมมาส ซึ่งบ่อยครั้งที่ชี้ถึงวัตถุที่ยังมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาที่สามารถค้ำจุนมหาสมุทรข้างใน Alyssa Rhoden ผู้เขียนร่วมการศึกษาใหม่ และนักวิทยาศาสตร์ที่ SwRI กล่าวในแถลงการณ์

     อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการส่าย แต่พื้นผิวที่ปุปะไปด้วยหลุมอุกกาบาตของไมมาสเดิมเคยชักนำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดวงจันทร์นี้เป็นก้อนน้ำแข็งทึบ สาเหตุเพราะพิภพที่มีมหาสมุทรเกือบทั้งหมด เช่น เอนเซลาดัส(Enceladus) ดวงจันทร์อีกดวงของดาวเสาร์ ดูจะมีรอยเลื่อนและแสดงสัญญาณกิจกรรมธรณีวิทยาแบบอื่นๆ อย่างไรก็ตาม กลับไม่พบรอยเลื่อนใดๆ บนไมมาส

      ไมมาสดูไม่น่าจะใช่พิภพมหาสมุทร โดยที่มันมีพื้นผิวน้ำแข็งที่ปุปะด้วยหลุมอุกกาบาตอย่างหนัก และยังมีรอยแผลเป็นหลุมอุกกาบาตจากการชนครั้งใหญ่แห่งหนึ่ง ซึ่งทำให้ดวงจันทร์ขนาดเล็กดวงนี้ดูเหมือนกับ เดธสตาร์(Death Star) จากภาพยนตร์ สตาร์วอร์ส(Star Wars) อย่างมาก Rhoden กล่าว ถ้าไมมาสมีมหาสมุทร มันก็จะเป็นตัวแทนของพิภพมหาสมุทรที่ไร้ร่องรอยขนาดเล็กกลุ่มใหม่ ที่มีพื้นผิวที่ไม่ได้บ่งชี้ถึงการมีของมหาสมุทรเลย

เมื่อวัสดุสารในวัตถุที่หมุนรอบตัว มีลักษณะไม่เป็นเนื้อเดียวกัน(non homogeneous) การหมุนรอบตัวทำให้วัสดุสารแต่ละชั้นมีความเร็วที่แตกต่างกัน ความแตกต่างทำให้เกิดการแกว่ง(libration)      

      เมื่อจำลองการก่อตัวของแอ่งการชนเฮอร์เชล นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าเปลือกน้ำแข็งของไมมาสมีความหนาอย่างน้อย 55 กิโลเมตรในระหว่างที่เกิดการชนขึ้น ในขณะเดียวกัน การสำรวจไมมาสและแบบจำลองความร้อนภายใน ก็บอกว่าเปลือกน้ำแข็งในปัจจุบันของมันมีความหนาไม่ถึง 30 กิโลเมตร การตรวจสอบเหล่านี้ได้บอกว่ามหาสมุทรภายในอาจจะอุ่นและขยายตัวนับตั้งแต่ที่แอ่งได้ก่อตัวขึ้น

     ยิ่งกว่านั้น นักวิจัยยังสามารถสร้างรูปร่างแอ่งนี้ได้อีกครั้งก็เฉพาะเมื่อรวมมหาสมุทรภายในเข้าไว้ในแบบจำลองเท่านั้น เราพบว่าเฮอร์เชลไม่สามารถก่อตัวขึ้นบนเปลือกน้ำแข็งที่มีความหนาระดับปัจจุบันได้โดยไม่ทำลายเปลือกน้ำแข็งที่พื้นที่ชน Adeene Denton ผู้เขียนนำในการศึกษา และนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยอริโซนา กล่าวในแถลงการณ์

     ถ้าไมมาสมีมหาสมุทรในทุกวันนี้ เปลือกน้ำแข็งก็จะต้องบางลงมานับตั้งแต่การก่อตัวเฮอร์เชล ซึ่งก็จะสามารถอธิบายการขาดแคลนรอยเลื่อนบนไมมาสได้ ถ้าไมมาสเป็นพิภพมหาสมุทร ดวงจันทร์นี้ก็มีส่งผลอย่างมากสู่การก่อตัว, วิวัฒนาการ และความสามารถในการเอื้ออาศัยได้(habitability) ของดวงจันทร์ขนาดกลางทั้งหมดของดาวเสาร์

     แบบจำลองใหม่เหล่านี้ท้าทายความเข้าใจในปัจจุบันของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวิวัฒนาการความร้อน-การโคจร Rhoden กล่าวว่า การปรับสถานะของไมมาสให้เป็นพิภพมหาสมุทร น่าจะทำให้แบบจำลองการก่อตัวและวิวัฒนาการของมันกลายเป็นเกณฑ์เปรียบเทียบ นี่น่าจะช่วยให้เราได้เข้าใจวงแหวนดาวเสาร์ และดวงจันทร์ขนาดกลางได้ดีขึ้น เช่นเดียวกับโอกาสที่ดวงจันทร์มหาสมุทรเหล่านี้อาจจะเอื้ออาศัยได้ โดยเฉพาะในระบบยูเรนัส ไมมาสจึงเป็นเป้าหมายที่เหมาะสมในการศึกษาต่อไป

แหล่งข่าว space.com : Saturn’s moon Mimas may be a “stealth” ocean world
                phys.org : investigations reveal more evidence that Mimas is a stealth ocean world