Поверхность луны Урана Ариэль покрыта значительным количеством льда из углекислого газа, особенно на её «обратном полушарии», которое всегда обращено в сторону, противоположную направлению орбитального движения луны. Этот факт вызывает удивление, поскольку даже в холодных пределах системы Урана — в 20 раз дальше от Солнца, чем Земля — углекислый газ легко превращается в газ и теряется в космосе.
Учёные выдвинули теорию, что что-то поставляет углекислый газ на поверхность спутника. Некоторые поддерживают идею о том, что взаимодействие между поверхностью луны и заряженными частицами в магнитосфере Урана создаёт углекислый газ посредством процесса, называемого радиолизом, в котором молекулы разрушаются ионизирующим излучением.
Однако новое исследование, опубликованное 24 июля в The Astrophysical Journal Letters, склоняет чашу весов в пользу альтернативной теории — о том, что углекислый газ и другие молекулы появляются изнутри, возможно, даже из подповерхностного жидкого океана.
Используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» для сбора химических спектров луны, а затем сравнивая их со спектрами моделируемых химических смесей в лаборатории, исследовательская группа под руководством Ричарда Картрайта из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (APL) в Лореле (штат Мэриленд), обнаружила, что Ариэль имеет одни из самых богатых углекислым газом отложений в Солнечной системе, общая толщина которых на «обратном полушарии» луны составляет примерно 10 миллиметров или более. Среди этих отложений было ещё одно загадочное открытие: первые чёткие сигналы окиси углерода.
«Его просто не должно быть там. Нужно опуститься до 30 кельвинов [-405 градусов по Фаренгейту], чтобы оксид углерода стабилизировался», — сказал Картрайт. Температура поверхности спутника, тем временем, в среднем на 65 градусов по Фаренгейту выше. Радиолиз всё ещё может быть ответственным за часть этого пополнения, добавил он. Лабораторные эксперименты показали, что радиационная бомбардировка водяного льда, смешанного с богатым углеродом материалом, может производить как углекислый газ, так и оксид углерода. Таким образом, радиолиз может обеспечить источник пополнения и объяснить богатое изобилие обеих молекул на «обратном полушарии» Ариэля.