Geofyzikální analýza Saturnova měsíce Mimase
| Thesis title in Czech: | Geofyzikální analýza Saturnova měsíce Mimase |
|---|---|
| Thesis title in English: | Geophysical analysis of Saturn's moon Mimas |
| Key words: | Ledové měsíce|Mimas|viskoelastická relaxace|slapová disipace |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Geophysics (32-KG) |
| Supervisor: | prof. RNDr. Ondřej Čadek, CSc. |
| Author: |
| Guidelines |
| Mimas je malý ledový měsíc obíhající uvnitř Saturnových prstenců. Měření librace, které provedla sonda Cassini, naznačuje, že v hloubce zhruba 25 km pod jeho ledovým povrchem se nachází globální vodní oceán. Na rozdíl od měsíce Enceladu, který obíhá v sousedství, však Mimasův povrch nejeví žádné známky tektonické aktivity a je hustě pokryt krátery. Malé krátery, které jsou na těchto tělesech obvykle nejčetnější, však překvapivě chybí a naopak na rovníku pozorujeme anomálně velký a silně relaxovaný kráter Herschel. Podle některých badatelů vznikl Mimas poměrně nedávno a představuje ranou fázi vodního měsíce. Pro tuto hypotézu svědčí i fakt, že se Mimas poměrně rychle vzdaluje od Saturnu. V rámci bakalářské práce může student řešit některý z následujících problémů:
• Viskoelastická deformace ledové slupky generovaná odstředivou a slapovou silou. Cílem je zjistit, zda disipace v ledové slupce může udržet v kapalném stavu podpovrchový oceán, a dále zda nám současný tvar tělesa něco prozradí o tom, před jakou dobou Mimas vznikl. • Řešení rovnice popisující přenos tepla v ledové slupce. Cílem je zjistit, kolik tepla Mimas ztrácí a zda v současnosti chladne nebo se rozehřívá. Součástí úlohy by mohla být i analýza přenosu tepla v oblasti kráteru Herschel, kde je ledová slupka ztenčená. • Viskoelastická relaxace kráteru Herschel. Kráter Herschel je vzhledem k velikosti Mimasu značně rozsáhlý a silně zrelaxovaný. Pokud Mimas vznikl před 200 miliony lety, jak se někteří domnívají, tak musel kráter relaxovat velmi rychle. Cílem je odhadnout skutečné stáří Mimasu a zjistit, nakolik může být relaxace jeho kráterů ovlivněna existencí kapalného nitra. Výše uvedené úlohy lze různě propojit a případně doplnit výpočty gravitačních anomálií, což jsou veličiny, které lze měřit s pomocí vesmírných sond. |
| References |
| C.D. Murray & S.F. Dermott, Solar System Dynamics, Cambridge Univ. Press, 2000.
Časopisecká literatura podle doporučení školitele. |
| Preliminary scope of work |
| Mimas je malý ledový měsíc obíhající uvnitř Saturnových prstenců. Měření librace, které provedla sonda Cassini, naznačuje, že v hloubce zhruba 25 km pod jeho ledovým povrchem se nachází globální vodní oceán. Na rozdíl od měsíce Enceladu, který obíhá v sousedství, však Mimasův povrch nejeví žádné známky tektonické aktivity a je hustě pokryt krátery. Malé krátery, které jsou na těchto tělesech obvykle nejčetnější, však překvapivě chybí a naopak na rovníku pozorujeme anomálně velký a silně relaxovaný kráter Herschel. Podle některých badatelů vznikl Mimas poměrně nedávno a představuje ranou fázi vodního měsíce. Pro tuto hypotézu svědčí i fakt, že se Mimas poměrně rychle vzdaluje od Saturnu. V rámci bakalářské práce může student řešit některý z následujících problémů:
• Viskoelastická deformace ledové slupky generovaná odstředivou a slapovou silou. Cílem je zjistit, zda disipace v ledové slupce může udržet v kapalném stavu podpovrchový oceán, a dále zda nám současný tvar tělesa něco prozradí o tom, před jakou dobou Mimas vznikl. • Řešení rovnice popisující přenos tepla v ledové slupce. Cílem je zjistit, kolik tepla Mimas ztrácí a zda v současnosti chladne nebo se rozehřívá. Součástí úlohy by mohla být i analýza přenosu tepla v oblasti kráteru Herschel, kde je ledová slupka ztenčená. • Viskoelastická relaxace kráteru Herschel. Kráter Herschel je vzhledem k velikosti Mimasu značně rozsáhlý a silně zrelaxovaný. Pokud Mimas vznikl před 200 miliony lety, jak se někteří domnívají, tak musel kráter relaxovat velmi rychle. Cílem je odhadnout skutečné stáří Mimasu a zjistit, nakolik může být relaxace jeho kráterů ovlivněna existencí kapalného nitra. Výše uvedené úlohy lze různě propojit a případně doplnit výpočty gravitačních anomálií, což jsou veličiny, které lze měřit s pomocí vesmírných sond. |