شواهد قوی از وجود آب در قمر زحل
ساعت ٢:۱٦ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۳/۳/٦   کلمات کلیدی: دانستنی های نجوم

انسلادوس یکی از ۶۲ قمر شناخته شده سیاره طوق بر گردن زحل است. قمری به قطر ۵۰۰ کیلومتر که هر ۳۸.۱ روز زمینی یک بار به دور زحل می چرخد.

سطح انسلادوس با لایه های ضخیمی از یخ پوشیده شده است. به علاوه وجود آبفشان ها و یخ فشان هایی که شل آبه هایی از یخ و آب را از لایه های زیرین انسلادوس به سطح آن می رسانند در برخی تصاویر فضاپیمای کاسینی مشاهده شده است. از این رو پیش از این دانشمندان احتمالاتی مبنی بر وجود اقیانوسی از آب در زیر لایه های یخزده انسلادوس را مطرح کرده بودند. بتازگی پژوهش های انجام شده روی داده های به دست آمده از فضاپیمای کاسینی شواهد قوی از وجود اقیانوسی از آب مایع به ضخامت ۱۰ کیلومتر زیر پوسته یخی انسلادوس را در اختیار دانشمندان قرار داده است. این مطالعات نشان می دهد این اقیانوس باید در عمقی پایین تر از ۳۰ تا ۴۰ کیلومتر از سطح یخی انسلادوس قرار گرفته باشد.به ادامه مطلب بروید 

دمای سطحی انسلادوس حدود منفی ۱۸۰ درجه سانتی گراد است؛ اقیانوس آب مایع، زیر این لایه سطحی بسیار سرد قرار گرفته است. نتیجه کلی مطالعات نشان می دهد نیروی گرانش بسیار قوی زحل و فعل و انفعالات کشندی لپو فعل و انفعالات کشندی لپبین انسلادوس و قمر دیون موجب کشیده و فشرده شدن انسلادوس می شود و همین موجب شد یک اقیانوس زیر سطحی بتواند در اعماق انسلادوس شکل بگیرد.

 

اخترشناسان تا امروز فقط می توانستند با حدس و گمان درباره این اقیانوس اظهارنظر کنند، اما حالا گروهی بین المللی به سرپرستی لوسیانو لس از دانشگاه ساپیئنزا در رم با تجزیه و تحلیل داده های جدید فضاپیمای کاسینی توانسته اند جرم و ویژگی های ژئومتری اقیانوس زیرسطحی انسلادوس را در عمق ۳۰ تا ۴۰ کیلومتری این قمر شناسایی کنند. بدون شک اثبات وجود مقادیر عظیمی از آب مایع در بخش های بیرونی منظومه شمسی بر برنامه ریزی پروژه های اکتشاف منظومه شمسی که برای شناخت بهتر سیاره خودمان انجام خواهد شد اثرگذار خواهد بود.

 

دانشمندان چطور به وجود آب در انسلادوس پی بردند؟

 

لوسیانا لس، مدیر تیمی که کاشف اثرات وجود آب در زیر لایه های سطحی انسلادوس است، می گوید؛ آنها پیش فرضشان این بود که نیروی گرانش در هر سیاره ای به صورت ثابتی عمل کند. اما در حقیقت، نیروی گرانش بسته به موقعیت و ترکیب سیاره مورد نظر می تواند اثرات متفاوت اعمال کند. گرانش به ما اجازه می دهد پنجره ای به داخل یک قمر باز کنیم. تغییرات نیروی گرانش که بر فضاپیما وارد می شد، طی سه پرواز از نزدیک که فضاپیمای کاسینی به دور انسلادوس انجام داد به دقت اندازه گیری شد. این تغییرات بسیاری از ویژگی های سطحی و درونی قمر انسلادوس را برای دانشمندان آشکار کرد. در آخرین پرواز کاسینی بر فراز قطب جنوب انسلادوس یک مورد غیرعادی مشاهده شده که شبیه گودشدگی در پوسته یخی قمر به نظر می رسید. وقتی فضاپیما بر فراز کاسینی پرواز می کرد، سرعتش توسط عواملی که وابسته به تغییرات میدان گرانشی بود دچار اختلال شد. اخترشناسان سعی کردند این مقادیر را اندازه گیری کنند. علاوه بر مشاهده تغییرات سرعت، تغییراتی در فرکانس رادیویی نیز مشاهده شد که دانشمندان آن را در ایستگاه های زمینی از منظومه شمسی همواره دریافت می کنند. محققان معتقدند جرم اضافی موجود در زیر لایه های سطحی باید علت بروز این رخداد بوده باشد. زیرا یک اقیانوس زیر سطحی از آب مایع که از آب چگال تر است تنها کاندیدای منطقی برای توضیح این مشاهده است. برای نگهداشتن این آب در حالت مایع، گرما لازم است که انسلادوس آن را در فعل و انفعالات کشندی با قمر دیگری از زحل به نام دیون تولید می کند.

 

اقیانوسی از آب در زیر لایه های سطحی انسلادوس و اروپا

 

به طور عجیبی قرارگرفتن یک اقیانوس زیرسطحی در انسلادوس انطباق دارد با آنچه پیش تر در سطوح زیرین قطب جنوب قمر اروپا مطالعه شده که از اقمار سیاره مشتری است. قطب ها در هر دو قمر به​خاطر کشیده و فشرده شدن ناشی از نیروهای کشندی نسبت به استوا گرم تر می شوند و این گرما موجب ذوب یخ ها می شود. وقتی یخ شروع به ذوب شدن می کند، آب مثل یک ماده روان کننده عمل و کمک می کند تا یخ درچرخه ای با بازخورد مثبت هر چه بیشتر ذوب شود. این کمک می کند تا بتوان توضیح داد چرا یک اقیانوس زیرسطحی می تواند در یکی از قطب های قمر وجود داشته باشد، اما در قطب دیگر وجود نداشته باشد.

 

نکته جالب توجه در این تحقیق این است که این اولین بار است که دانشمندان با استفاده از اندازه گیری های گرانشی موفق به کشف اقیانوسی در دنیایی دیگر شده اند. در مورد قمر اروپا که از اقمار سیاره مشتری است، محققان از داده های به دست آمده از میدان مغناطیسی به وجود لایه های رسانای زیرسطحی پی برده بودند که قاعدتا می توانست نشانه ای از وجود آب شور باشد.

 

اندازه گیری های گرانشی پیشنهاد می دهد انسلادوس باید از لایه های متفاوتی از مواد مختلف تشکیل شده باشد. محققان معتقدند هسته انسلادوس از مواد کم چگالی مثل صخره های سیلیکاتی در زیر اقیانوس آب مایع تشکیل شده است. به علاوه به نظر می رسد اقیانوس در قطب جنوب قرار گرفته و تا عرض های میانی به سوی استوا گسترش یافته است.

 

ماموریت فضاپیمای کاسینی در سپتامبر ۲۰۱۷ پایان خواهد یافت. تا آن زمان سه پرواز دیگر بر فراز انسلادوس انجام خواهد شد. کاسینی دوباره از فراز قطب جنوب خواهد گذشت و تصاویر با تفکیک پذیری زیادی از ناحیه قطب شمال به دست خواهد آورد و شار حرارتی از قطب جنوب را اندازه گیری خواهد کرد.

 

آیا باید منتظر مشاهده علائمی از حیات در انسلادوس باشیم؟

 

سازمان های فضایی معتبری همچون ناسا و اسا در حال طراحی ماموریت بیشتر قمر اروپا متعلق به سیاره مشتری و قمر تیتان متعلق به سیاره زحل هستند. اروپا به دلیل ویژگی های جالب توجهی از قبیل داشتن اقیانوس های زیرسطحی و تیتان به واسطه داشتن جوی آکنده از هیدروکربن ها و دریاهایی از ترکیبات کربن دار مایع مثل متان در سطح خود همواره هدف جالب توجهی برای مأموریت های بلندپروازانه فضایی بوده است. اختر زیست شناسان احتمال زیادی برای یافتن نخستین نشانه های حیات از قبیل درشت مولکول های زیستی اولیه شبیه دی.ان.ای را در این محیط ها قائل هستند. وجود آب و محیط هایی که درشت مولکول های کربنی بتوانند زنجیره های پلیمری را در اتصال با یکدیگر بسازند، در این دنیاهای دور از زمین بخت یافتن نخستین نشانه ها از شکل گیری نوعی از حیات در دنیایی ماورای زمین را بالا می برد.

 

همین جاهاست که دانشمندان را در پاسخ به سوال بزرگ بودن یا نبودن حیات در دنیایی بجز زمین تواناتر می کند. ماموریت سطح نشین هویگنس که همراه با کاسینی به سوی زحل پرتاب شده بود و در ژانویه ۲۰۰۵ بر سطح تیتان نشست در این راستا انجام شده بود.

 

حالا با تقویت احتمال وجود اقیانوسی از آب در زیر لایه های سطحی انسلادوس باید منتظر خبرهایی مبنی بر طراحی ماموریت هایی برای کاوش این قمر دوردست منظومه شمسی باشیم. ربات های دست ساز ما باید قادر باشند ۳۰ تا ۴۰ کیلومتر در پوسته دنیایی در ۱.۵ میلیارد کیلومتری زمین پیشروی کنند تا شاید خبر از وجود نوعی از حیات برایمان مخابره کنند!

 

حجم احتمالی آب در انسلادوس چقدر است؟

 

محاسبات نشان می دهد حجم آب اقیانوس موجود در زیر لایه های سطحی تیتان، دست کم برای پرکردن ناحیه ای به بزرگی دریاچه سوپریور که دومین دریاچه بزرگ زمین است، کافی است (حجم آب دریاچه سوپریور حدود یک ششم دریای خزر است). با این حال باید در نظر داشته باشیم عمق اقیانوسی که زیر لایه های سطحی تیتان وجود دارد، از عمق دریاچه سوپریور بیشتر و قاعدتا حجم آب بسیار بیشتری در خود نگه داشته است. احتمالا همین اقیانوس زیرسطحی است که آبفشان های انسلادوس را تغذیه می کند و شاید ترکیبات آلی سازنده حیات در چنین فضایی بتوانند شکل بگیرند.


.: Weblog Themes By M a h S k i n:.