Hệ mặt Trời có lẽ còn ẩm ướt hơn chúng ta hoài nghi. Phân tích mới về một trong các mặt trăng của Sao Thổ cho thấy có thể nó chứa một đại dương nước lỏng. Mặt trăng đó là Mimas, mặt trăng nhỏ có một miệng núi lửa lớn.
Theo một nghiên cứu mới, một sự lắc lư nhẹ do mặt trăng này biểu lộ và được các nhà thiên văn học phát hiện ra có thể là kết quả của một đại dương nước lỏng ở bên trong.
Nếu đúng như vậy, Mimas gia nhập vào danh sách cùng các mặt trăng khác của Hệ Mặt trời như Europa và Enceladus trong danh mục 'IWOWs' (những hành tinh có đại dương nước lỏng bên trong). Nhưng nếu vậy, đó là một hành tinh có nước lỏng bên trong thuộc loại mà chúng ta chưa từng thấy trước đây, giúp chúng ta mở rộng hiểu biết về những gì có thể xảy ra.
"Vì bề mặt Mimas dày đặc miệng núi lửa, chúng tôi nghĩ nó chỉ là một khối băng," Nhà địa vật lý Alyssa Rhoden thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam cho biết. "Các hành tinh có chứa nước lỏng bên trong như Enceladus và Europa có xu hướng bề mặt bị đứt gãy và cho thấy các dấu hiệu của hoạt động địa chất. Hóa ra, bề mặt của Mimas đã đánh lừa chúng ta, và hiểu biết mới của chúng ta đã mở rộng đáng kể định nghĩa về một thế giới có khả năng sinh sống được trong và ngoài Hệ Mặt trời của chúng ta."
Trên Trái Đất, cuộc sống chủ yếu dựa vào ánh sáng mặt trời để tồn tại nhưng có một vài nơi mà các sinh vật có thể sinh sôi trong những vùng hoàn toàn tối tăm.
Một trong những nơi đó là dưới đáy đại dương, tập trung xung quanh các miệng phun thủy nhiệt giúp giải phóng nhiệt và chất dinh dưỡng từ trong lòng Trái đất. Ở đây, sự sống không dựa vào quang hợp, mà dựa vào sự hóa tổng hợp, sử dụng các phản ứng hóa học để tổng hợp thức ăn.
Điều này trở nên có liên quan đến việc tìm kiếm sự sống ngoài trái đất của chúng tôi khi mặt trăng Europa của sao Mộc và mặt trăng Enceladus của sao Thổ được phát hiện là nơi chứa các đại dương nước lỏng bên dưới lớp vỏ băng của chúng.
Hoạt động địa chất sâu bên trong các mặt trăng, bị dồn nén bởi sự lên xuống của thủy triều gây ra bởi các tác động của lại của lực hút với từng hành tinh của chúng, sản sinh ra đủ nhiệt để giữ cho nước dưới bề mặt không bị đóng băng.
Tuy nhiên, Mimas dường như không thuộc nhóm mặt trăng này. Nó gần sao Thổ hơn và có quỹ đạo lệch tâm (elip) hơn Enceladus, có nghĩa là nó phải trải qua những đợt thủy triều mạnh hơn; tuy nhiên hoạt động của nó yếu hơn nhiều so với Enceladus.
Điều này khiến các nhà khoa học đưa đến kết luận là Mimas có lẽ rắn chắc, bị đóng băng và do vậy ít có thiên hướng bị biến dạng.
Nhưng vấn đề đáng lo ngại về sự lắc lư của nó, hay sự 'chao đảo' vật lý, như được phát hiện bởi tàu thăm dò Sao Thổ Cassini, vẫn còn. Nếu Mimas vững chắc, nó sẽ không lung lay theo cách tương tự.
Sự lắc lư của mặt trăng gợi ý rằng hoặc nó có một lõi khác biệt hoặc một đại dương nước lỏng - thứ gì đó ngăn lõi được liên kết vững chắc với bề mặt, cho phép phần phía sau dịch chuyển khắp nơi.
Rhoden và nhóm của cô muốn điều tra khả năng tồn tại một đại dương nước lỏng. Họ cần phải phân tích được việc sản sinh và tiêu mòn đủ lượng nhiệt từ bên trong lòng mặt trăng để giữ nước bên trong mặt trăng ở dạng lỏng, trong khi vẫn duy trì lớp vỏ đông lạnh rất dày bên ngoài.
“Hầu hết thời gian khi chúng tôi tạo ra những mô hình này, chúng tôi phải tinh chỉnh chúng để tạo ra những gì chúng tôi quan sát được,” Rhoden giải thích. "Lần này bằng chứng cho một đại dương bên trong chỉ xuất hiện từ các kịch bản thực tế nhất là độ ổn định lớp vỏ và các sự lắc lư đã quan sát được."
Theo mô hình của họ, lớp vỏ băng của Mimas có độ dày từ 24 đến 31 km (15 đến 20 dặm), dưới đó là toàn thể một đại dương toàn đang cuộn chảy. Vì Mimas chỉ có đường kính 396 km (246 dặm), nên nó tương đối dày. Lớp vỏ băng của Enceladus có phạm vi từ 5 đến 35 km, với đường kính 513 km.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng dòng nhiệt từ bề mặt Mimas có thể rất dễ bị ảnh hưởng mạnh bởi độ dày của băng ở bất kỳ khu vực nào. Các máy dò trong tương lai phải có thể đo trực tiếp điều này, cả trên Mimas và các hành tinh có đại dương nước lỏng bên trong khác.
Cuối cùng, các mô hình cho thấy rằng, ngoài một đại dương lỏng, Mimas còn có một lõi khác biệt. Điều này mâu thuẫn với các mô hình trước đây của chúng tôi về sự tiến hóa của Mimas, vì sự phân hóa ban đầu của mặt trăng này có lẽ ra đã tạo ra một quỹ đạo rất khác với quỹ đạo mà nó có ngày nay. Điều này khiến Mimas trở nên rất thú vị để nghiên cứu và khám phá thêm.
Rhoden nói: “Mặc dù kết quả của chúng ủng hộ giả thiết hện nay có một đại dương bên trong Mimas, nhưng việc làm dung hòa quỹ đạo và đặc điểm địa chất của mặt trăng với hiểu biết hiện tại của chúng ta về sự tiến hóa quỹ đạo nhiệt của nó là một thách thức.
"Việc đánh giá trạng thái của Mimas như một mặt trăng đại dương sẽ làm chuẩn hóa các mô hình về sự hình thành và tiến hóa của nó. Điều này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các vành đai và mặt trăng cỡ trung của Sao Thổ cũng như sự phổ biến của các mặt trăng đại dương có khả năng sinh sống, đặc biệt là tại Sao Thiên Vương. Mimas là một mục tiêu hấp dẫn để tiếp tục điều tra."
