Miranda, de binnenste van de vijf manen van Uranus, heeft een 'Frankenstein'-achtige uitstraling: het lijkt alsof het is samengevoegd uit delen die niet helemaal goed in elkaar passen. Bovendien heeft het ongelooflijk diverse oppervlaktekenmerken, waaronder kloven tot 12 keer dieper dan de Grand Canyon van de aarde, inslagkraters, kliffen en parallelle groeven, sulci genaamd.
In de loop van de jaren zijn er verschillende hypothesen gepresenteerd in een poging om de mysterieuze verschijning van Miranda te verklaren. Eerst werd gedacht dat ze het resultaat waren van een catastrofale impact, desintegratie en daaropvolgende hermontage, wetenschappers geloven nu dat sommige van Miranda's kenmerken mogelijk zijn beïnvloed door Uranus zelf, en het gevolg zijn van convectie: thermisch geïnduceerd weer opduiken door getijdenkrachten van de planeet .
Miranda werd in 1948 ontdekt door Gerard Kuiper. Hoewel het slechts een diameter van 473 kilometer (471 kilometer) heeft (ongeveer een zevende van die van de maan van de aarde), heeft het een van de vreemdste en meest gevarieerde landschappen in ons zonnestelsel.
Centraal in het nieuwe onderzoek stond de analyse van drie zeer grote, geometrisch gevormde kenmerken die bekend staan als coronae en die slechts op één ander planetair lichaam voorkomen. Coronae werden voor het eerst geïdentificeerd op Venus in 1983 door Venera 15/16 radarbeeldapparatuur.
Een leidende theorie over hun vorming is dat ze zich vormen wanneer warme, ondergrondse vloeistoffen naar de oppervlakte stijgen en een koepel vormen. Terwijl de randen van de koepel afkoelen, stort het midden in en lekt er warme vloeistof uit de zijkanten, waardoor een kroonachtige structuur of corona ontstaat. Op basis van dit uitgangspunt wordt vervolgens de vraag gesteld welk mechanisme / processen in Miranda's verleden het interieur voldoende hebben verwarmd om warme, ondergrondse vloeistoffen te produceren die tot coronaevorming hebben geleid. Wetenschappers zijn van mening dat getijdenopwarming een belangrijke rol heeft gespeeld bij de vorming van de coronae, maar het proces waardoor deze interne verwarming tot deze kenmerken heeft geleid, is onduidelijk gebleven.
Uitgebreide 3D-computersimulaties uitgevoerd door Noah P. Hammond en Amy C. Barr van de Brown University hebben resultaten opgeleverd die consistent zijn met de drie coronae die op Miranda te zien zijn. In hun artikel getiteld 'Global Resurfacing of Uranus's Moon Miranda by Convection' vatten Hammond en Barr hun resultaten als volgt samen:
"We zien dat convectie in Miranda's ijsschaal aangedreven door getijdenverwarming de wereldwijde distributie van corona's kan genereren, de concentrische oriëntatie van subparallelle richels en dalen, en de thermische gradiënt die wordt veroorzaakt door buiging. Modellen die verantwoordelijk zijn voor de mogelijke verspreiding van getijdenwarmte, kunnen zelfs na een heroriëntatie van 60 ° zelfs op de precieze locaties van de corona's aansluiten. ”
Door de maan Enceladus van Saturnus als basislijn te gebruiken vanwege de gelijkenis in grootte, samenstelling en orbitale frequentie met Miranda, schatten originele berekeningen dat maar liefst 5 GW getijdedissipatiekracht zou kunnen worden gegenereerd. De simulatieresultaten van Hammond en Barr geven aan dat bijna twee keer zoveel stroom zou zijn gecreëerd:
"Simulaties die overeenkomen met de thermische gradiënt van buiging hebben een totaal uitgangsvermogen van bijna 10 GW, iets groter dan het totale vermogen dat we voorspellen dat zou kunnen worden gegenereerd tijdens orbitale resonantie."
De resultaten van de simulaties van Hammond en Barr bieden een eerste reeks antwoorden die ernaar streven de mysteries van Miranda's bizarre uiterlijk te ontrafelen. Toekomstige simulaties en studies naar de complexe aard van getijdenverwarming zullen op deze resultaten voortbouwen om meer inzicht te geven in de raadselachtige maan die we Miranda noemen.
"Global Resurfacing of Uranus's Moon Miranda by Convection", werd op 15 september 2014 online gepubliceerd in GEOLOGY, een tijdschrift van The Geological Society of America. Je kunt het abstract hier lezen.
