کشف شوکه‌کننده در تایتان: اقیانوس پنهان و راز حیات فرازمینی؟

تایتان، قمر بزرگ زحل: کاوش در رازهای یخ و متان

تایتان، که بزرگ‌ترین قمر حلقه‌های زحل به حساب میاد، یه دونه از اون جاهاییه (غیر از زمینِ خودمون) که جو داره و می‌شه روی سطحش مایعاتی مثل رودخونه‌ها، دریاچه‌ها و دریاها رو دید. این قمر به خاطر سرمای خیلی زیادش، مایعاتی که داره بیشتر از هیدروکربن‌هایی مثل متان و اتان ساخته شدن و سطحش رو هم یخ آبِ سفت و سخت پوشونده.

یه تحقیقِ جدید که دانشمندای سیاره‌ای دانشگاه هاوایی در مانوآ رهبریش کردن، نشون می‌ده که احتمال داره گاز متان توی توده‌های یخ‌گیر کرده باشه و یه لایه مشخص به ضخامت 9/6 کیلومتر (تقریباً 6 مایل) ایجاد کرده باشه. این لایه، یخ‌های زیرش رو گرم می‌کنه و شاید دلیل جو پُر از متان توی تایتان رو بشه ازش فهمید.

تیم محققان به سرپرستی لورن شورمایر، که همکار پژوهشیه، شامل گوندولین براور، دانشجوی دکترا، و سارا فاگنتس، مدیر همکار و محقق در مؤسسه ژئوفیزیک و سیاره‌شناسی هاوایی (HIGP) توی دانشکده علوم اقیانوس و زمین دانشگاه هاوایی (SOEST) بود. اونها توی داده‌های ناسا متوجه شدن که گودال‌های ناشی از برخورد توی تایتان، صدها متر از اون چیزی که انتظار می‌رفته کم‌عمق‌ترن، و فقط 90 تا از این گودال‌ها شناسایی شده. شورمایر می‌گه: “این خیلی عجیب بود چون ما بر اساس چیزایی که از قمرهای دیگه می‌دونیم، انتظار داریم گودال‌های برخورد بیشتری روی سطح ببینیم، و گودال‌هایی که خیلی عمیق‌تر از اون چیزی باشن که توی تایتان می‌بینیم.” اون اضافه کرد: “ما فهمیدیم که باید یه چیز خاص توی تایتان باشه که باعث می‌شه این گودال‌ها کم‌عمق بشن و نسبتاً زود از بین برن.”

برای اینکه بفهمن زیر این معما چه خبره، محققان یه مدل کامپیوتری ساختن و امتحان کردن که ببینن توپوگرافی تایتان بعد از برخورد چه جوری ممکنه آروم بشه یا دوباره شکل اولش رو پیدا کنه، اگه پوسته یخ با یه لایه از یخ متان کلاترات پوشیده شده باشه. این نوع یخ، یه جور یخ آبِ سفته که گاز متان توی ساختار کریستالی‌اش گیر کرده. از اونجایی که عمق اولیه گودال‌های تایتان معلوم نیست، محققان دو تا عمق اولیه محتمل رو بر اساس گودال‌های تازه به نظر اومده توی یه قمر یخی با اندازه مشابه، یعنی گانیمد، مدل‌سازی و مقایسه کردن.

بررسی جدید ضخامت پوسته متان کلاترات در تایتان

شورمایر می‌گه: “با استفاده از این روش مدل‌سازی، تونستیم ضخامت پوسته متان کلاترات رو به پنج تا ده کیلومتر (حدود سه تا شش مایل) محدود کنیم، چون شبیه‌سازی‌هایی که از این ضخامت استفاده کردن، عمق‌های دهانه‌ای رو نشون دادن که با دهانه‌هایی که دیدیم، بهترین مطابقت رو داشتن.” اون اضافه کرد: “پوسته متان کلاترات، داخل تایتان رو گرم می‌کنه و باعث می‌شه توپوگرافی سریع‌تر آروم بشه، که این هم باعث می‌شه عمق دهانه‌ها با سرعتی نزدیک به یخچال‌های گرم و سریع روی زمین کم بشه.”

جو پُر از متان

تخمین ضخامت پوسته یخ متان خیلی مهمه، چون یه جورایی می‌تونه منشأ جو غنی از متان تایتان رو توضیح بده و به محققان کمک کنه تا چرخه کربن تایتان، که “چرخه هیدرولوژیکی” مبتنی بر متان مایع و تغییرات آب و هواییه رو بفهمن. شورمایر می‌گه: “تایتان یه آزمایشگاه طبیعیه برای اینکه ببینیم چطوری گرم شدن و چرخه گاز گلخانه‌ای متان توی جو اتفاق می‌افته.” اون همچنین اشاره کرد: “هیدرات‌های متان کلاترات روی زمین، که توی یخ دائمی سیبری و زیر بستر دریای قطبی پیدا می‌شن، الان دارن ناپایدار می‌شن و متان آزاد می‌کنن. پس، درس‌هایی که از تایتان یاد می‌گیریم می‌تونه بینش‌های مهمی در مورد اتفاقاتی که روی زمین داره می‌افته به ما بده.”

ساختار تایتان

شکل ظاهری تایتان، با توجه به این یافته‌های جدید، منطقی به نظر می‌رسه. محدود کردن ضخامت پوسته یخ متان کلاترات نشون می‌ده که داخل تایتان احتمالاً گرم هست و نه سرد، سفت و غیرفعال، همون‌طور که قبلاً فکر می‌کردیم. شورمایر می‌گه: “متان کلاترات از یخ آب معمولی محکم‌تره و خاصیت عایق بیشتری داره. یه پوسته کلاترات، داخل تایتان رو عایق‌بندی می‌کنه و پوسته یخ آب رو خیلی گرم و انعطاف‌پذیر می‌کنه، و این نشون می‌ده که پوسته یخ تایتان آروم‌آروم داره جابه‌جا می‌شه.”

شورمایر اضافه کرد: “اگه زندگی توی اقیانوس تایتان زیر پوسته یخی ضخیم وجود داشته باشه، هر نشانه‌ای از حیات (بیومارکرها) باید به سمت بالا توی پوسته یخ تایتان منتقل بشه تا ما بتونیم به راحتی اونها رو پیدا کنیم یا با مأموریت‌های آینده ببینیمشون. این احتمال بیشتره اگه پوسته یخ تایتان گرم و توی حال جابه‌جایی باشه.”

با مأموریت دراگون‌فلای ناسا به تایتان که قرارِ توی ژوئیه 2028 پرتاب بشه و در 2034 به تایتان برسه، محققان فرصت دارن که از نزدیک این قمر رو ببینن و سطح یخی‌اش رو بیشتر بررسی کنن، از جمله یه حفره که اسمش سلک هست.