یافته شوکهکننده: تیتان، قمر یخی زحل ممکن اصلاً اقیانوس مدفون نداشته باشد
تحلیل مجدد دادههای کاوشگر کاسینی ناسا نشان میدهد که تیتان، قمر یخی زحل، برخلاف تصور رایج، ممکن است یک اقیانوس کامل نداشته باشد.
در اواخر دهه ۲۰۰۰، دانشمندان سیارهشناسی دادههای جمعآوریشده توسط مأموریت کاسینی ناسا در قمر یخی مرموز غول یخی تیتان را بررسی کردند. نتیجه گیری هیجان انگیز آنها این بود که تیتان اقیانوسی در عمق ده ها کیلومتری زیر پوسته یخی ضخیم خود دارد. محققان حتی پیشنهاد کردند که این اقیانوس که صدها کیلومتر عمق دارد، میتواند سکوی فعالی برای تشکیل شیمی آلی ماقبل تاریخ باشد. یعنی همان فرآیندهایی که در نهایت منجر به پیدایش حیات روی زمین شد.
اما اکنون، نزدیک به دو دهه بعد، محققان فکر می کنند که کل داستان ممکن است اشتباه بوده باشد. تحقیقاتی که اخیراً در نشست سالانه اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا ارائه شد و در مجله نیچر منتشر شد، ادعا میکند که در حالی که تیتان ممکن است زمانی میزبان یک اقیانوس مایع بوده باشد، امروز تقریباً بهطور کامل منجمد شده است به جز برخی از مناطق مذاب کوچک در اعماق سطح. اگر این نتیجه درست باشد، این فرضیه دیرینه مبنی بر اینکه تیتان، مانند سایر قمرهای بیرونی منظومه شمسی، از جمله اروپا و انسلادوس، «دنیای آبی» است، واژگون خواهد شد.
لوسیانو آس، دانشمند سیارهشناسی در دانشگاه ساپینزای رم که در تحقیقات اولیه کاسینی شرکت داشت، هنوز آماده لغو عضویت تیتان در “باشگاه جهانهای اقیانوس” نیست. او می گوید: «حذف تیتان از خانواده جهان های اقیانوسی به شواهد بسیار قوی نیاز دارد. “چرا تایتان باید اینقدر خاص باشد؟”
شواهد وجود اقیانوس روی تیتان عمدتاً از یک آزمایش رادیویی در مأموریت کاسینی به دست آمد. همانطور که کاسینی از کنار ماه عبور می کرد، آنتن های رادیویی روی زمین می توانستند تغییرات بسیار جزئی در سرعت فضاپیما را اندازه گیری کنند که با نوسانات ظریف گرانش تیتان مطابقت داشت. این نوسانات به نوبه خود مربوط به تغییرات شکل این ماه بود.
گرانش زحل تیتان را می کشد و فشرده می کند و چیزی شبیه جزر و مد در سطح آن ایجاد می کند: تغییرات ارتفاع بیش از ۱۰ متر. این پدیده نسخه شدیدتری از جزر و مد زمین بود که در اثر کشش خورشید و ماه بر روی اقیانوس ها و پوسته سیاره ما ایجاد می شود و تنها چند سانتی متر اختلاف ارتفاع دارند. محققان کاسینی نمی توانند این “انعطاف پذیری” تیتان را بدون فرض وجود یک اقیانوس مایع متلاطم توضیح دهند.
اما فلاویو پتریکا، دانشمند سیارهشناسی در آزمایشگاه رانش جت ناسا (JPL) و اولین نویسنده این مطالعه، میگوید که تعادل انرژی تیتان (مقدار انرژی که از خورشید دریافت میکند و به دلیل اصطکاک داخلی ناشی از این جزر و مد از دست میدهد) همیشه به سختی با یک اقیانوس عظیم “سازگار” بوده است. او می گوید اگر تیتان اقیانوسی داشت، نباید اینقدر گرما منتشر می کرد. زیرا بیشتر گرمای اصطکاکی ناشی از خم شدن ماه برای گرم و مایع نگه داشتن اقیانوس استفاده می شد. در دراز مدت، تزریق این انرژی به اقیانوس باید مدار ماه را کندتر و دایره ای تر کند.
اما نکته عجیب این است که تیتان هنوز مداری بیضوی دارد. واقعیتی که دانشمندان آن را به برخورد یک سیارک صدها میلیون سال پیش نسبت دادند. پتریکا با تجزیه و تحلیل مجدد دادههای رادیویی کاسینی از ۱۲۴ گذر نزدیک آن توسط تیتان، دریافت که ماه مقدار زیادی انرژی (حدود ۴ تراوات، معادل تقریباً یک چهارم انرژی مورد نیاز تمدن بشری) را به محیط اطراف خود منتقل میکند. این مشاهدات او را به این فرضیه سوق داد که تیتان در واقع فاقد اقیانوس است.
برای آزمایش این فرضیه، پتریکا و همکارانش تعادل انرژی تیتان را با و بدون اقیانوس زیرسطحی مدل کردند. مدلی که در آن هیچ اقیانوسی وجود نداشت (جهانی با حدود ۵۰۰ کیلومتر یخ بر روی یک هسته سنگی ۲۰۰۰ کیلومتری) با مشاهدات شیب تیتان و مقاومت طبیعی آن در برابر کشش زحل سازگارتر بود. پتریکا می گوید: «این اولین بار است که همه چیز به طور همزمان توسط یک مدل توضیح داده می شود. این قوی ترین مدرکی است که ما داریم.»
البته یافته های محققان برای طرفداران «جهان های آبی» کاملاً خبر بدی نیست. در واقع، تیم تحقیقاتی معتقد است که اقیانوس تیتان نسبتاً اخیراً بین ده ها تا صدها میلیون سال پیش یخ زده است. به گفته پتریکا، احتمالاً هنوز آب در ماه وجود دارد، اما به شکلی متفاوت. محققان پیشنهاد میکنند که به جای یک اقیانوس کامل، حبابهای ذوب شده در سطح یخ پراکنده شدهاند که هر کدام میتوانند حجمی بزرگتر از اقیانوس اطلس داشته باشند. پتریکا میگوید: «من فکر میکنم این آرایش لکهها حتی جالبتر از یک اقیانوس جهانی است.
اشلی شوئنفلد، زمین شناس سیاره ای در JPL که در این تحقیق شرکت نداشت، با پتریکا موافق است. او می گوید اقیانوس ها “بسیار بزرگ و بسیار رقیق هستند و لزوما بهترین محیط برای غلظت مواد مهم مورد نیاز برای زندگی نیستند.” او میگوید جهانی پر از حفرههای ریز و مذاب، «گزینه قانعکنندهتر برای ظرفیت زیستنجومی تیتان است».
با این حال، استدلال محققان برای IS قانع کننده نبوده است. زیرا هنوز مشخص نیست که چه مکانیزمی مانع از جذب انبوه گرمای اصطکاکی و همجوشی نقاط ذوب شده در یک اقیانوس واحد و کامل می شود. ماموریت آتی Dragonfly ناسا، که قرار است در سال ۲۰۳۴ یک مریخ نورد پیشرفته را بر روی سطح تیتان فرود بیاورد، می تواند با ابزارهایی که امواج لرزه ای را اندازه گیری می کنند به این بحث پایان دهد. چنین ابزارهایی می توانند روش خاصی را شناسایی کنند که در آن اقیانوس مایع امواج را از یخ لرزه ها تضعیف یا مسدود می کند.
تا آن زمان، محققان به بررسی دقیق داده های کاسینی ادامه خواهند داد. ماموریتی که در سال ۲۰۱۷ با یک تصادف مرگبار در جو زحل به پایان رسید. پتریکا گفت: «این شگفت انگیز است که داده های جمع آوری شده توسط این مأموریت که تقریباً ۱۰ سال پیش به پایان رسید، هنوز هم می تواند اطلاعات جدیدی را در اختیار ما بگذارد.
منبع: زومیت
