زحل القمر تيتان قد يكون لديه "بحيرات فانتوم" وكهوف

Send

(الصورة: © NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS)

تخيل عالمًا يسقط فيه المطر ، ويتجمع في البحيرات والبرك ، ويتسرب إلى الصخور المحيطة ، ويتبخر بعيدًا ، ليهبط مرة أخرى فقط. هناك صيد واحد: العالم هو قمر زحل ، تيتانحيث المطر ليس ماء إنه الميثان السائل.

تستكشف ورقتان جديدتان كيف تظهر هذه "دورة الماء" المألوفة بشكل غريب ، والتي لا تحتوي على ماء ، على سطح تيتان. للقيام بذلك ، تحول فريقان بحثيان منفصلان إلى بيانات من مهمة كاسيني، الذي أنهى إقامته في نظام زحل في سبتمبر 2017. حلقت المركبة الفضائية فوق القمر الضخم أكثر من 100 مرة ، وجمع ملاحظات حاسمة لهذا العالم الغريب كما فعلت ذلك.

وأظهرت بعض تلك الملاحظات شيئًا غير عادي حقًا للعلماء: أول لمحة عن السوائل الموجودة حاليًا في المشهد ، وليس مجرد أشباح هذه الميزات السائلة. "تيتان هو العالم الوحيد خارج الأرض حيث نرى أجسامًا سائلة على السطح" ، روزالي لوبيز ، عالمة الكواكب في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا الذي عمل في مهمة كاسيني لكنه لم يشارك في أي من الأوراق الجديدة. "بعضنا يحب تسمية تيتان بأرض النظام الشمسي الخارجي."

"تيتان هو القمر الأكثر إثارة للاهتمام في النظام الشمسي. أعتقد أن هذا يجلب لي بعض الأعداء ، لكنني أعتقد أنه صحيح في الواقع" ، شانون ماكنزي ، المؤلف الرئيسي في إحدى الدراسات الجديدة وعالم الكواكب في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز قال لموقع Space.com. لكن هذا لا يعني أن القمر واضح. وقالت: "تيتان يلقي بنا الكثير من الكرات المنحنية".

تحلل دراسة MacKenzie كرة منحنية محتملة: ثلاث ميزات صغيرة بدت كذلك بحيرات مملوءة بالسائل عندما رصدتها كاسيني لأول مرة ، ولكن يبدو أنها جفت بحلول الوقت الذي عادت فيه المركبة الفضائية إلى المنطقة. تشير الملاحظات إلى أن السائل إما تبخر أو تسرب إلى السطح الكوكبي المحيط.

قد تكون هذه "البحيرات الوهمية" دليلا على التغييرات الموسمية على سطح القمر ، تعتقد ماكينزي وزملاؤها. (مرت سبع سنوات من الأرض بين ملاحظتي المركبة الفضائية للمنطقة ، حيث انتقل نصف الكرة الشمالي للقمر من الشتاء إلى الربيع.)

لكن الوضع قد لا يكون بهذه البساطة ، حيث تم أخذ مجموعتين من الملاحظات بأدوات مختلفة. تم بناء كاسيني لجمع البيانات إما بأداة الرادار أو بكاميرات الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء ، ولكن ليس كلاهما في وقت واحد. وخلال الممر الأول للمركبة الفضائية ، كانت المنطقة مظلمة للغاية لاستخدام الكاميرات.

لذا كان على MacKenzie وزملاؤها مراعاة التغيير في الأدوات كمتغير محتمل. لكنها لا تزال واثقة من أن شيئًا مختلفًا في الممرين ، وأنه من المعقول جدًا ذلك سائل كان هناك ، ثم اختفى. حتى لو كانت الإشارات المختلفة فوق الطائرتين ناتجة عن بعض الظواهر الأخرى ، قالت ماكينزي إنها لا تزال مفتونًا بما يمكن أن يخبرنا عن القمر الغريب ، وهو من بين المرشحين المعقولين للعلماء عن المكان الذي قد تتربص فيه الحياة خارج الأرض.

وقال ماكينزي: "إذا نظرنا بدلاً من ذلك إلى بعض المواد التي تم تحديدها حديثًا على السطح ، فهذا مثير للاهتمام أيضًا ، لأن الرواسب في تيتان مهمة حقًا للكيمياء الحيوية".

ولكن على الرغم من أن MacKenzie ركز على ثلاث بحيرات صغيرة فقط يبدو أنها اختفت ، إلا أن الكثير من البحيرات ظلت مرئية طوال ملاحظات كاسيني للمنطقة. في الورقة الثانية المنشورة اليوم ، استخدم العلماء بيانات الرادار لدراسة حفنة من البحيرات الأكبر بكثير.

خلال مرور كاسيني الأخير فوق تيتان في أبريل 2017 ، تمت برمجة المركبة الفضائية لجمع نوع محدد جدًا من البيانات ، يسمى قياس الارتفاع ، فوق منطقة البحيرة لقياس ارتفاع المواد المختلفة. ماركو ماستروجيوسيب ، عالم الكواكب في Caltech ، استخدم بالفعل بيانات مماثلة لقياس أعماق بعض بحار تيتانوأجسام أكبر بكثير من السوائل ، وكان فريق كاسيني يأمل أن يتمكن من فعل الشيء نفسه مع البحيرات.

فعل Mastrogiuseppe وزملاؤه ذلك في ورقتهم الجديدة ، وحددوا قيعان البحيرات التي يزيد عمقها عن 328 قدمًا (100 متر) وأثبتوا أن محتوياتها سيطر عليها السائل الميثان. وقال "لقد أدركنا أن تكوين البحيرات يشبه إلى حد كبير تكوين الفرس من البحر". واضاف "نعتقد ان هذه الجثث تغذيها الامطار المحلية ثم تصب هذه الاحواض السوائل."

هذا يشير إلى أنه تحت سطح تيتان ، قد يستضيف القمر ميزة أخرى تذكرنا بالأرض: الكهوف. على الأرض ، تتشكل العديد من الكهوف عن طريق تذويب الماء بعيدًا عن أنواع الصخور المحيطة مثل الحجر الجيري ، تاركًا وراءه نوعًا من المناظر الطبيعية يسمى كارستوتتميز بالينابيع والمياه الجوفية والكهوف والحوض.

يعتقد الباحثون الذين يدرسون منطقة بحيرة تيتان أنهم يرون خصائص مماثلة من نوع الكارست. كما أنهم لم يروا قنوات تربط كل هذه ميزات سائلة مختلفةوهذا هو السبب في أن Mastrogiuseppe وآخرين يشتبهون في أن بعض السائل قد يتسرب إلى التضاريس المحيطة ، مثل أنظمة الكارست هنا على الأرض.

وقال لوبيز "إن تيتان هو بالفعل هذا العالم الذي يشبه جيولوجياً الأرض ، ودراسة التفاعلات بين الأجسام السائلة والجيولوجيا شيء لم نتمكن من القيام به من قبل". تبدأ الدراسات الجديدة في تحقيق ذلك من خلال رؤية تلك التفاعلات التي تجري مباشرة على جسم كوكبي آخر.

بالطبع ، من الأصعب بكثير دراسة هذه التفاعلات حتى الآن ، على عالم لم يكن أبدًا التركيز الأساسي للمهمة. "كنا نتحدث عن مهام محتملة مع مستكشفين آليين قد يزحفون إلى أسفل أنابيب وكهوف الحمم قال لوبيز على سطح القمر والمريخ. "هل يمكننا في المستقبل إرسال أحد هذه الأنواع نوعًا ما للزحف إلى هذه الأرض وإلى الكهوف ومعرفة ما يوجد تحتها هناك؟"

من المحتمل ألا تحدث هذه المهمة في أي وقت قريب ، ولكن وكالة ناسا تدرس بجدية مشروعًا يسمى اليعسوب التي ستهبط بطائرة بدون طيار على القمر الغريب. إذا تم اختيارها ، ستبدأ المهمة في عام 2025 وستصل إلى تيتان بعد ذلك بتسع سنوات. وإذا لم تقم وكالة ناسا باختيار Dragonfly ، فمن المحتمل أن يأتي مفهوم مهمة آخر. قال ماكينزي: "إن تيتان رائع للغاية ولا يمكن العودة إليه".

على حد سواء ماكنزيو Mastrogiuseppeنُشرت أبحاث اليوم (15 أبريل) في مجلة Nature Astronomy.