De vreemde vorm van Miranda verklaard

Astronomen hebben mogelijk een verklaring gevonden voor het vreemde uiterlijk van de Uranusmaan Miranda

Miranda doet denken aan het monster van Frankenstein: een mix van onderdelen die net niet op de juiste plaats terecht zijn gekomen. Wetenschappers denken dat ze nu weten waarom Miranda er zo vreemd uit ziet. Het constante trekken en duwen door Uranus heeft er voor gezorgd dat het inwendige van de maan wordt verwarmd en door elkaar wordt geroerd.

Miranda is de binnenste van de vijf grote manen van Uranus. De maan heeft een doorsnede van ongeveer 471 kilometer (een zevende van de diameter van onze Maan) en bestaat uit gesteente en ijs. De maan heeft een van de vreemdste en meest gevarieerde landschappen die we kennen. Zo komen er gigantische kloven voor die tot 12 keer zo die zijn als de Grand Canyon in de Verenigde Staten.

De Saturnusmaan Miranda

Het gebied rond de zuidpool van Miranda. De corona’s Ilsenore, Inverness en Arden zijn duidelijk zichtbaar. (Credit: NASA/JPL)

Miranda heeft drie kenmerkende structuren die als corona’s worden aangeduid en die uniek zijn voor de maan. Ze hebben een doorsnede van ongeveer 200 kilometer en hebben ruwweg de vorm van een ovaal of een trapezium. Ze worden gescheiden van omringend zwaarder bekraterd terrein door gordels van concentrische richels en dalen. De drie corona’s dragen namen uit de werken van Shakespeare: Arden, Elsimore en Inverness.

Astronomen hebben zich lange tijd afgevraagd hoe deze corona’s zich hebben kunnen vormen. Een van de mogelijkheden is dat Miranda is vervormd door een gigantische inslag waarna de verschillende delen niet goed op hun plaats terug zijn gekomen. De corona’s die bestaan uit rotsachtig materiaal zonken daarbij naar beneden waarbij ze de concentrische rimpels op het oppervlak hebben veroorzaakt toen de maan weer afkoelde.

Een tweede mogelijkheid is dat de corona’s zijn ontstaan als drijvende koepels van opgestuwd ijs waarbij het oppervlak begon te kreukelen. Echter men kan geen verklaring vinden waar de hittebron die het ijs zou moeten opstuwen vandaan zou moeten komen. Miranda is een relatief kleine maan die snel na zijn ontstaan is afgekoeld. De maan heeft geen radioactief materiaal zoals de Aarde die zijn binnenste op temperatuur kan houden.

Wetenschappers hebben nu aangetoond dat de aantrekkingskracht van Uranus getijdekrachten opwekt die sterk genoeg zijn om de maan op te warmen waarbij het inwendige van de maan door elkaar geroerd kan worden. De corona’s kunnen op die manier worden verklaard.

Getijdekrachten kunnen op andere plaatsen in het zonnestelsel echter veel sterker zijn dan op Aarde. We weten dat de getijdekrachten die Jupiter uitoefent op zijn maan Io groot genoeg zijn om de maan te vervormen en te kneden. De vervorming bedraagt meer dan 90 meter en zorgt voor zoveel warmte dat er gigantische vulkaanuitbarstingen kunnen plaatsvinden op Io.
Ooit was de baan van Miranda m Uranus ovaalvormig en waren er grotere verschillen in de afstand tot Uranus. 3D computersimulaties van het binnenste van Miranda laten zien dat de resulterende getijdekrachten sterk genoeg waren om Miranda te kneden en zo een grote hoeveelheid energie op te wekken.

De Jupiermaan Io

Actief vulkanisme op de Jupitermaan Io wordt veroorzaakt door getijdekrachten die door Jupiter op de maan worden uitgeoefend (Credit NASA/JPL).

Deze hitte heeft de ijsmantel van Miranda te mengen met behulp van convectie. Dit is vergelijkbaar met wat er met heet gesteente in de mantel van onze Aarde plaatsvindt. Tijdens deze convectie zouden opgewarmde koepels van ijs naar het oppervlak van de Maan zin gedreven om daar de corona’s te vormen.

De gebruikte computermodellen verklaren precies de locaties van de corona’s en de deformatiepatronen in deze corona’s.

De structuren op Miranda zien er dan wellicht erg vreemd uit maar ze zijn gevormd op een manier gelijkaardig aan wat er vroeger op de Aarde is gebeurd.Ook op Aarde heeft convectie in het binnenste gezorgd voor deformatie aan de oppervlakte.

Echter om er voor te zorgen dat convectie in het binnenste van de maan er voor kan zorgen dat het oppervlak deformeert moeten rotsen veel minder sterk zijn dan eerder werd aangenomen. Op Aarde zitten wetenschappers met datzelfde probleem. Als convecties in het binnenste het oppervlak kunnen vervormen dan moeten rotsen zwakker zijn dan men nu aanneemt. Wetenschappers weten nog niet hoe ze dit kunnen verklaren.

Bron:
Sci-news.com, 20 september 2014
Space.com, 3 oktober 2014

Laatste wijziging: 3 oktober 2014