بزرگ‌ترین قمر زحل لایه‌های یخ نیمه‌مایع دارد اما شاید مناطق قابل‌زیستی وجود داشته باشد

به‌جای یک اقیانوسِ زیرزمینیِ پهناور، تایتان ممکن است لایه‌های عمیقی از یخ و برف‌آب داشته باشد که شبیه یخِ دریای قطبی یا سفره‌های آب زیرزمینی است؛ بر اساس پژوهشی که روز چهارشنبه در نشریه نیچر منتشر شد. این نتیجه نشان می‌دهد در میان این لایه‌ها ممکن است جیب‌هایی از آبِ مایع وجود داشته باشد؛ محیط‌هایی که شاید زندگی بتواند در آن‌ها دوام بیاورد.

پژوهشگران آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا داده‌هایی را که فضاپیمای کاسینی سال‌ها پیش گردآوری کرده بود دوباره بررسی کردند و به نتایجی رسیدند که با نظریه پذیرفته‌شدهِ وجود اقیانوس در تضاد است.

باپتیست ژرنو، استادیار دانشگاه واشینگتن و از هم‌نویسندگان این پژوهش، گفت: «به‌جای اقیانوسِ روباز مثل آن‌چه روی زمین داریم، احتمالاً با چیزی شبیه یخِ دریای قطبی یا سفره‌های آب زیرزمینی سروکار داریم که بر نوعِ زندگیِ احتمالی و همچنین دسترسی به مواد مغذی، انرژی و موارد دیگر اثر می‌گذارد.»

ژرنو تاکید کرد هر شکلِ احتمالیِ زندگی احتمالاً میکروسکوپی خواهد بود و افزود: «طبیعت بارها خلاقیتی بسیار فراتر از خلاقیتِ خیال‌پردازترین دانشمندان نشان داده است.»

نشانه‌ای از حیات در تایتان ردیابی نشده است. این قمر که ۳۲۰۰ مایل قطر دارد، دومین قمرِ بزرگِ منظومه شمسی است. تایتان با جوی مه‌آلود پوشیده شده و تنها جهانِ شناخته‌شده به‌جز زمین است که روی سطحِ خود مایع دارد، اما در دمای حدودِ منفی ۲۹۷ درجه فارنهایت این مایع آب نیست، متان است که دریاچه‌ها می‌سازد و به شکلِ باران می‌بارد.

هرچند نبودِ یک اقیانوسِ کامل ممکن است برای جست‌وجوی حیات عقب‌گرد به نظر برسد، پژوهشگران می‌گویند این واقعاً دامنه امکان‌ها را گسترده‌تر می‌کند. اولا جونز، دانشجوی تحصیلات تکمیلیِ دانشگاه واشینگتن در آزمایشگاهِ ژرنو و از اعضای تیمِ پژوهش، گفت: «این امر دامنه محیط‌هایی را که می‌توان آن‌ها را زیست‌پذیر دانست گسترش می‌دهد.»

پژوهشگران دریافتند جیب‌های آبِ شیرین در تایتان می‌تواند به دمای ۲۱ درجه سانتی‌گراد برسد.

موادِ مغذی در این حوضچه‌های کوچکِ آب متمرکزتر خواهد بود و شاید شرایطی غنی‌تر برای حیات فراهم کند تا آنچه یک اقیانوسِ رقیق می‌تواند فراهم کند. اگر حیات در تایتان وجود داشته باشد، ممکن است به زیست‌بوم‌های قطبیِ زمین شباهت داشته باشد.

درون پویای تایتان

فلاویو پتریکا، نویسنده اصلی مقاله و پژوهشگر پسادکتری در JPL، گفت آبِ زیرسطحیِ تایتان ممکن است در گذشته یخ زده باشد و اکنون در حال ذوب شدن باشد یا اینکه آب‌کره این قمر به‌تدریج در حال یخ‌بستنِ کامل باشد.

مدل‌های رایانه‌ای نشان می‌دهد این لایه‌های یخ، برف‌آب و آب تا بیش از ۳۴۰ مایل عمق امتداد دارند. یک پوسته بیرونی یخی به ضخامت حدود ۱۰۰ مایل، لایه‌های برف‌آب و آبگیرهایی را می‌پوشاند که تا ۲۵۰ مایل دیگر پایین می‌روند.

این پیشرفت از تحلیلِ دقیق‌ترِ نحوه تاثیرِ گرانشِ زحل بر تایتان به دست آمد. چون تایتان به‌طور کشندی به زحل قفل شده و همیشه یک سمتِ خود را به سیاره نشان می‌دهد، کششِ گرانشیِ زحل سطحِ این قمر را تغییر شکل می‌دهد و برجستگی‌هایی تا ارتفاعِ ۳۰ فوت ایجاد می‌کند.

در سال ۲۰۰۸، دانشمندان نخست پیشنهاد کردند برای چنین تغییر شکلِ قابل‌توجهی باید زیرِ سطحِ تایتان اقیانوسی عظیم وجود داشته باشد. اما این مطالعهِ تازه جزئیاتِ مهمی را وارد بحث می‌کند: زمان‌بندی.

تیمِ پتریکا تاخیرِ ۱۵ ساعته‌ای را میان اوجِ کششِ گرانشی و بالا آمدنِ سطحِ تایتان اندازه‌گیری کرد. مانندِ قاشقی که عسل را هم می‌زند، جابه‌جا کردنِ ماده‌ای غلیظ و چسبناک انرژیِ بیشتری می‌خواهد تا آبِ مایع. پتریکا توضیح داد یک اقیانوسِ مایع فورا واکنش نشان می‌دهد، اما این تاخیر نشان می‌دهد درونِ تایتان از یخِ نیمه‌مایع با جیب‌هایی از آبِ مایع تشکیل شده است.

پتریکا گفت: «کسی انتظارِ اتلافِ انرژیِ بسیار شدید درونِ تایتان را نداشت. این همان نشانهِ قاطع بود که نشان می‌دهد درونِ تایتان با آنچه از تحلیل‌های پیشین برداشت شده بود فرق دارد.»

آزمایشگاهِ فیزیکِ سیاره‌ایِ کرایومینرالِ ژرنو در دانشگاه واشینگتن با شبیه‌سازیِ فشارهایِ بسیار شدید در ژرفای تایتان، به تثبیتِ این نتایج کمک کرد.

او گفت: «لایهِ آبیِ تایتان آن‌قدر ضخیم و فشار آن‌قدر عظیم است که فیزیکِ آب تغییر می‌کند. آب و یخ رفتاری متفاوت از آبِ دریا روی زمین دارند.»
 

تردیدها ادامه دارد

لوچیانو ایس، از دانشگاه ساپینزا در رم، که پژوهش‌های پیشینش با داده‌های کاسینی از وجودِ اقیانوسی پنهان در تایتان حکایت داشت، از یافته‌های تازه قانع نشده است.

ایس در ایمیلی به خبرگزاریِ آسوشیتدپرس گفت: «هرچند قطعا جذاب است و بحث‌های تازه‌ای را برخواهد انگیخت، اما در حالِ حاضر شواهدِ موجود قطعا برای کنار گذاشتنِ تایتان از خانوادهِ جهان‌هایِ اقیانوسی کافی به نظر نمی‌رسد.»

ماموریتِ برنامه‌ریزی‌شدهِ ناسا با نامِ دراگون‌فلای (با یک کاوشگرِ بالگردمانند که قرار است تا پایانِ این دهه به سویِ تایتان پرتاب شود) انتظار می‌رود درباره درونِ این قمر شفافیتِ بیشتری به دست دهد. ژرنو عضوی از این تیم است.

این ماموریت باید در سالِ ۲۰۳۴ به تایتان برسد و پس از «اینجنیوئیتی»، بالگردِ مریخی، به دومین وسیلهِ پرنده روی جهانی دیگر جزِ زمین تبدیل شود. امید می‌رود مشاهداتِ دراگون‌فلای از سطح، اطلاعاتِ بیشتری درباره اینکه زندگی ممکن است کجا پنهان باشد و اینکه چه میزانِ آب برای موجودات در دسترس است آشکار کند. ژرنو عضوِ تیمِ این ماموریت هم هست.

تایتان به جمعِ دیگر قمرهایی می‌پیوندد که گمان می‌رود زیرِ سطحِ خود آب داشته باشند. گانیمد، قمرِ مشتری، اندکی از تایتان بزرگ‌تر است و ممکن است اقیانوسی زیرزمینی داشته باشد. انسلادوس، قمرِ زحل، و اروپا، قمرِ مشتری، نیز جهان‌هایی آبی دانسته می‌شوند و از پوسته‌های یخ‌زده‌شان آبفشان‌ها فوران می‌کند.

زحل با ۲۷۴ قمرِ شناخته‌شده بیشترین تعدادِ قمر را در منظومه شمسی دارد.

ماموریتِ کاسینی در سال ۱۹۹۷ آغاز شد و نزدیک به ۲۰ سال ادامه یافت، این فضاپیما پیش از آنکه در سال ۲۰۱۷ عمدا به جوِ زحل فرو رود گردِ سیارهِ حلقه‌دار چرخید و قمرهایش را مطالعه کرد.