فوری: ناسا در پی کشف اقیانوس‌های حیات‌بخش در ماه‌های یخی اورانوس!

نقشهٔ ناسا برای واکاویِ ماه‌های منجمد اورانوس

اون موقع‌ها که فضاپیمای وُیجر ۲ ناسا، سال ۱۹۸۶، از کنار اورانوس رد می‌شد، یه سری عکس‌های مبهم از قمرهای بزرگ و یخ‌زده‌اش گرفت. حالا، تقریباً چهل سال بعد، ناسا داره نقشه می‌کشه یه فضاپیمای دیگه بفرسته به اورانوس، که این دفعه مأمورش اینه ببینه زیر این قمرهای یخی، اقیانوس‌های بزرگی از آبِ مایع هست یا نه. این مأموریت فعلاً توی مرحله‌های اولیه‌ی برنامه‌ریزیه. اما پژوهشگرهای مؤسسه‌ی ژئوفیزیک دانشگاه تگزاس (UTIG) دارن مقدمات این مأموریت رو آماده می‌کنن. دارن یه مدل کامپیوتری جدید می‌سازن که می‌تونه از طریق دوربین‌های فضاپیما، اقیانوس‌های زیر یخ رو شناسایی کنه.

اهمیت این تحقیق خیلی زیاده. چون دانشمندا نمی‌دونن کدوم روش برای شناسایی اقیانوس‌ها توی اورانوس جواب می‌ده. می‌خوان بفهمن اونجا آب مایع هست یا نه، چون آب مایع یکی از عناصر کلیدی برای وجود حیاته. مدل کامپیوتری جدید با بررسی لرزش‌های کوچیک یا تاب خوردن‌های قمرها موقعی که دارن دور سیاره‌ی مادرشون می‌چرخن، کار می‌کنه. اینجوری می‌تونه محاسبه کنه که توی قمرها چقدر آب، یخ و سنگ هست. کم‌تر لرزیدن یعنی قمر بیشتر جامده، ولی اگه زیاد بلرزه، نشون می‌ده سطح یخی روی یه اقیانوس آب مایع شناوره.

این مدل با ترکیب داده‌های گرانشی، عمق اقیانوس و ضخامت یخ روش رو حساب می‌کنه. اورانوس و نپتون جزو دسته‌ای از سیارات هستن که بهشون میگن غول‌های یخی. ستاره‌شناسا تعداد بیشتری از اجرام با اندازه‌ی غول‌های یخی، بیرون از منظومه‌ی شمسی‌مون، شناسایی کردن تا بقیه‌ی انواع سیارات فراخورشیدی. اگه معلوم بشه قمرهای اورانوس اقیانوس‌های داخلی دارن، این می‌تونه به این معنی باشه که جهان‌های بالقوه‌ی قابل سکونت توی کهکشان خیلی زیادن. اینا رو داگ هِمیگوی، دانشمند سیاره‌شناسی UTIG که این مدل رو ساخته، گفته. اون گفت: “اگه اقیانوس‌های آب مایع توی قمرهای اورانوس کشف بشن، طرز فکرمون رو درباره‌ی گستره‌ی امکاناتی که حیات می‌تونه داشته باشه، زیر و رو می‌کنه.”

تحقیقات UTIG، که توی نشریه‌ی Geophysical Research Letters چاپ شده، به دانشمندا و مهندسای مأموریت کمک می‌کنه شانسشون رو برای پیدا کردن اقیانوس‌ها بیشتر کنن. UTIG یه واحد تحقیقاتی از مدرسه‌ی علوم زمین جکسون توی دانشگاه تگزاس در آستینه.

قمرهای بزرگ منظومه‌ی شمسی و قفل جزر و مدی

همه‌ی قمرهای بزرگ توی منظومه‌ی شمسی، از جمله قمرهای اورانوس، به صورت جزر و مدی قفل شدن. یعنی نیروی جاذبه، چرخششون رو تنظیم کرده طوری که همیشه یه طرفشون به سمت سیاره‌ی مادرشون هست، در حالی که دارن می‌چرخن دورش. البته، این به این معنی نیست که چرخششون کاملاً ثابته و همه‌ی قمرهای قفل جزر و مدی موقعی که دارن می‌چرخن، یه کم جلو و عقب می‌شن.

تاب خوردن و اقیانوس‌های زیرسطحی

اندازه‌گیری میزان این تاب خوردن‌ها خیلی مهمه تا بفهمیم قمرهای اورانوس اقیانوس دارن یا نه، و اگه دارن، اندازه‌شون چقدره. قمرهایی که اقیانوس آب مایع دارن، بیشتر از قمرهای جامد تاب می‌خورن. البته، حتی بزرگ‌ترین اقیانوس‌ها هم فقط تاب خوردن‌های کوچیکی ایجاد می‌کنن. چرخش یه قمر ممکنه فقط چند صد فوت انحراف داشته باشه وقتی که داره تو مدارش می‌چرخه. ولی با این حال، فضاپیماهایی که از کنارش رد می‌شن، می‌تونن این انحراف رو تشخیص بدن.

در واقع، قبلاً از همین تکنیک استفاده شده تا وجود یه اقیانوس جهانی توی قمر انسلادوس، قمر زحل، رو تأیید کنن. هِمیگوی برای اینکه ببینه آیا همین تکنیک توی اورانوس هم کار می‌کنه یا نه، محاسبات نظری برای پنج تا از قمراش انجام داد و یه سری سناریوهای ممکن رو درآورد. مثلاً اگه قمر آریل اورانوس سیصد فوت تاب بخوره، احتمالاً یه اقیانوسی به عمق صد مایل داره که یه پوسته یخی به ضخامت بیست مایل دورش رو گرفته.

چالش‌های شناسایی اقیانوس‌ها

اگه اقیانوس‌ها کوچیک‌تر باشن، یه فضاپیما باید به قمر نزدیک‌تر بشه یا دوربین‌های خیلی قوی‌تری داشته باشه. اما این مدل به طراحای مأموریت‌ها یه ابزار مفید می‌ده تا بدونن چی کارسازه. کریستا سادرلند، استاد پژوهش توی UTIG، گفت: “این می‌تونه فرق بین این باشه که اقیانوس رو پیدا کنیم یا نتونیم شناسایی‌ش کنیم وقتی بهش می‌رسیم.” سادرلند توی مفاهیم مأموریت اورانوس با ناسا همکاری کرده و همین‌طور بخشی از تیم علمی مأموریت یورپا کلیپر ناساست که تازه راه‌اندازی شده و یه رادار نفوذی یخ داره که UTIG ساخته.

قدم بعدی توی تحقیق

هِمیگوی گفت: “قدم بعدی اینه که مدل رو گسترش بدیم تا اندازه‌گیری‌های دیگه از ابزارها رو هم شامل بشه و ببینیم چطور می‌تونن تصویر داخلی قمرها رو بهتر کنن.” مقاله‌ای که توی این زمینه چاپ شده، با همکاری فرانسیس نیمو از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز نوشته شده و این تحقیق توسط UTIG تأمین مالی شده.