نوارهای عجیب بر قمر یخی چگونه تشکیل شده است؟

یک مطالعه جدید باعث برملا شدن راز شکاف‌های نمادین قمر یخی "انسلادوس" (Enceladus) که شبیه به نوارهای روی تن ببر است، شده است. این قمر یکی از قمرهای در حال گردش به دور سیاره زحل است.

شکاف‌های موجود روی سطح این قمر واقع در قطب جنوب آن، مقادیر زیادی از آب غنی از مواد معدنی را به فضا پرتاب می‌کنند. تصور می‌شود ماده تراوش شده از سطح این قمر یخی از یک اقیانوس زیرسطحی باشد که می‌تواند میزبان حیات فرازمینی باشد.

منظومه شمسی ما میزبان مجموعه‌ای متنوع و جذاب از قمرهایی است که خصوصیات عجیب و غریب و اغلب بصری تماشایی دارند. قمرهای عجیب و غریب اسفنجی، قمرهای بشقاب پرنده‌ای، قمرهای گدازه جهنمی و حتی یک قمر به شکل یک ستاره در حال مرگ وجود دارد.

نوارهای عجیب بر قمر یخی چگونه تشکیل شده است؟

با این حال تعداد اندکی از آن‌ها مانند "انسلادوس" با شکوه و جذاب هستند. این توپ یخ زده در یک مدار عجیب و غریب به دور زحل می‌چرخد و توسط فضاپیمای "کاسینی" که اکنون بازنشسته شده، تصویربرداری شده است.

"کاسینی" یک چشم انداز کویری زیبا از "انسلادوس" با شکاف‌های منحصر به فرد منتشر کرد. با وجود این، برخلاف شکل ظاهری ناخوشایند این قمر یخی، به نظر می‌رسد حداقل از نظر زمین شناسی بسیار زنده است.

دانشمندان نتیجه گرفتند که منشأ فوران از نوارهای ببری مشاهده شده روی پیکر "انسلادوس" یک اقیانوس وسیع زیرسطحی است که حتی ممکن است برای فرگشت زندگی فرازمینی مناسب باشد.

سؤالات بسیاری در مورد ماهیت نوارهای ببری این قمر به وجود آمده است. به عنوان مثال، چرا این ساختارهای متمایز فقط در قطب جنوب "انسلادوس" وجود دارند؟ چرا آن‌ها به طور مساوی از هم فاصله دارند و چرا با وجود دمای سرد سطح این سیاره، بسته نشده و منجمد نشده‌اند؟

مطالعه جدیدی که توسط گروهی از دانشمندان شاغل در ایالات متحده انجام شده است، با استفاده از مدل‌های رایانه‌ای برای شبیه‌سازی فرآیندهای فیزیکی پیچیده حاکم بر این قمر زحل، پاسخی برای این سؤالات ارائه کرد.

نوارهای عجیب بر قمر یخی چگونه تشکیل شده است؟

"داگ همینگوی" از مؤسسه علوم کارنگی و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: از آنجا که به لطف این شکاف‌ها است که ما توانسته‌ایم اقیانوس زیرزمینی "انسلادوس" را که مورد علاقه اخترشناسان است، مطالعه کنیم، فکر کردیم درک نیروهایی که آن‌ها را تشکیل داده‌اند، مهم است. مدل سازی ما از اثرات فیزیکی تجربه شده توسط پوسته یخی این قمر، به دنباله‌ای بالقوه و منحصر به فرد از وقایع و فرآیندها اشاره دارد که می‌تواند امکان وجود این نوارهای خاص را فراهم کند.

مطابق این مقاله، این نوارهای ببری، وجود خود را مدیون مدار غیر عادی "انسلادوس" هستند. از آنجا که این قمر به طور دوره‌ای به زحل نزدیک و از آن دور می‌شود، تحت تأثیر گرانش قدرتمند این غول گازی قرار می‌گیرد.

این همان چیزی است که "انسلادوس" را از انجماد کامل نجات داده است. ورقه‌های یخی که مناطق قطبی را پوشش می‌دهند بیشترین میزان فشار را تجربه می‌کنند. به همین دلیل، آن‌ها از ورقه‌های یخی که استوای این قمر را پوشانده‌اند، نازک‌تر هستند و در طول دوره‌های سرما، بخشی از اقیانوس زیرسطحی زیر قطب‌ها شروع به یخ زدگی و گسترش می‌کند و باعث ایجاد فشار به پوسته نسبتاً ضعیف این مناطق می‌شود.

اعتقاد بر این است که اولین نوار ببری که دانشمندان اکنون از آن به عنوان "شکاف بغداد" یاد می‌کنند، هنگامی ایجاد شده است که فشار به جایی رسیده که صفحه یخ قطب جنوب "انسلادوس" مجبور به شکاف شده است. فوران مواد از "شکاف بغداد" باعث کاهش فشار بر روی ورق یخ قطب شمالی شده است.

به گفته نویسندگان، این اتفاق به راحتی می‌توانست برعکس رخ دهد و ابتدا قطب شمال شکاف پیدا کند. در آن صورت اکنون فقط قطب شمالی "انسلادوس" میزبان این رگه‌های ببری بود.

اکنون که این شکاف‌ها ایجاد شده‌اند، تأثیر گرانشی زحل مانع از بسته شدن آن‌ها می‌شود. مثل اینکه خم کردن مداوم انگشت مانع بهبود زخم آن می‌شود.

با این حال، مدل‌ها پیش بینی کردند که وقتی "شکاف بغداد" فوران کرده است، فشار کافی برای ایجاد شکاف‌های بیشتر وجود نداشته است، پس آن‌ها چگونه شکل گرفته‌اند؟

به گفته محققان، بخشی از مواد خارج شده از شکاف اصلی، در لبه‌های آن مستقر شده است. این وزن اضافی ممکن است باعث شده باشد که ورقه یخی تغییر شکل یابد. سرانجام این فشارها باعث شده تا نوارهای موازی ببری تقریباً به فاصله ۳۵ کیلومتر از "شکاف بغداد" شکل بگیرد.

"انسلادوس" یکی از هیجان انگیزترین چشم اندازهای کشف زندگی فرازمینی در منظومه شمسی است و تعداد زیادی از اکتشافات رباتیک برای بررسی اعماق یخی آن پیشنهاد شده است.

قمر "انسلادوس" ششمین قمر بزرگ زحل است و در سال ۱۷۸۹ و توسط "ویلیام هرشل" کشف شد. کاوشگرهای "ویجر" در دهه ۱۹۸۰ بر سطح آن یخ یافتند. قطر انسلادوس تنها۵۰۰ کیلومتر است و همه پرتوهای تابیده شده از خورشید را بازمی‌تاباند. دمای سطح این قمر در هنگام ظهر منفی ۱۹۸ درجه سانتی‌گراد است.

سن انسلادوس ۱۰۰ میلیون سال تخمین زده شده است. در سال ۲۰۱۴ براساس پژوهش‌های ناسا مشخص شد که یک اقیانوس زیر سطحی به عمق ۱۰ کیلومتر در آن وجود دارد.

از سال ۲۰۰۵ میلادی بشر از وجود یخ‌فشان‌های مرموز در انسلادوس آگاه شده است. مدارگرد آمریکایی "کاسینی" برای نخستین بار در ژوئن ۲۰۰۵ موفق به مشاهده یخ‌فشان‌های عظیم نیم‌کره جنوبی انسلادوس شد.

دانشمندان حدس می‌زنند که فشار گرانشی اعمال‌شده از جانب زحل، درون خاموش این قمر را بار دیگر زنده ساخته و بدین واسطه بخشی از اقیانوس زیرسطحی و یخ‌بسته انسلادوس را ذوب کرده باشد.