حصلت المركبة الفضائية كاسيني على بعض البيانات الغريبة من قمر زحل تيتان ، وسيختبر العلماء قريبًا ما إذا كان هناك "جبل جليدي" من نوع ما ، وكتل من جليد الهيدروكربونات تطفو على سطح البحيرات وبحار الهيدروكربون السائل.
قال جوناثان لونين ، مؤلف مشارك في الورقة وعالم كاسيني تيتان متعدد التخصصات في جامعة كورنيل ، إيثاكا ، نيويورك: "أحد أكثر الأسئلة إثارة للفضول حول هذه البحيرات والبحار هو ما إذا كان يمكنهم استضافة شكل غريب من الحياة". سيوفر الجليد الهيدروكربوني العائم فرصة للكيمياء المثيرة للاهتمام على طول الحدود بين السائل والصلب ، وهي الحدود التي ربما كانت مهمة في أصل الحياة الأرضية. "
تيتان هو الجسم الوحيد الآخر إلى جانب الأرض في نظامنا الشمسي مع أجسام ثابتة من السائل على سطحه. لكن الجو بارد جدًا على تيتان حتى يصبح الماء سائلاً ، لذا تملأ الهيدروكربونات مثل الإيثان والميثان البحيرات والبحار هناك ، وقد توصل العلماء إلى أن هناك دورة محتملة للترسيب والتبخر التي تنطوي على الهيدروكربونات.
الإيثان والميثان جزيئات عضوية ، يعتقد العلماء أنها يمكن أن تكون لبنات بناء للكيمياء الأكثر تعقيدًا التي نشأت عنها الحياة.
شهدت كاسيني شبكة واسعة من هذه البحار الهيدروكربونية تغطي نصف الكرة الشمالي لتيتان ، في حين توجد مجموعة متفرقة من البحيرات في نصف الكرة الجنوبي.
كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن البحيرات أو البحار تنتشر في تيتان ، منذ أن حلقت فوييجر 1 و 2 عبر نظام زحل في أوائل الثمانينيات. ولكن مع الغلاف الجوي السميك لتيتان ، لم يتم الحصول على أدلة مباشرة حتى عام 1995 خلال ملاحظات من تلسكوب هابل الفضائي. قامت بعثة كاسيني بتصوير العديد من أجسام السوائل ورسم خرائط لها على تيتان.
حصلت المركبة الفضائية كاسيني على قراءات مختلطة في انعكاس أسطح البحيرات على تيتان. يمكن أن يكون السطح الأملس أو السوائل المنقطة بقطع من الجليد تفسيرًا محتملاً للقراءات.
حتى هذه اللحظة ، افترض علماء كاسيني أن بحيرات تيتان لن يكون بها جليد عائم ، لأن الميثان الصلب أكثر كثافة من الميثان السائل وسيغرق. لكن نموذجًا جديدًا يأخذ في الاعتبار التفاعل بين البحيرات والغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى مخاليط مختلفة من التركيبات وجيوب غاز النيتروجين والتغيرات في درجة الحرارة. وخلص العلماء إلى أن النتيجة هي أن الجليد الشتوي سيطفو في بحيرات تيتان والبحار الغنية بالميثان والإيثان إذا كانت درجة الحرارة أقل من درجة تجمد الميثان - ناقص 297 درجة فهرنهايت (90.4 كلفن). أدرك العلماء أن جميع أنواع الجليد التي اعتبروها ستطفو إذا كانت تتكون من 5 في المائة على الأقل من "الهواء" ، وهو تكوين متوسط لجليد البحر الصغير على الأرض. (يحتوي "الهواء" الموجود على Titan على نسبة نيتروجين أكبر بكثير من هواء الأرض ولا يحتوي تقريبًا على أكسجين.)
إذا انخفضت درجة الحرارة بضع درجات فقط ، فسوف يغرق الثلج بسبب النسب النسبية لغاز النيتروجين في السائل مقابل المادة الصلبة. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة القريبة من نقطة تجمد الميثان إلى الجليد العائم والغرق على حد سواء - أي قشرة جليد هيدروكربونية فوق السائل وكتل جليد هيدروكربونية في قاع قاع البحيرة. لم يكتشف العلماء تمامًا اللون الذي سيكون عليه الجليد ، على الرغم من أنهم يشكون في أنه سيكون عديم اللون ، كما هو على الأرض ، وربما يكون لونه بني محمر من الغلاف الجوي لتيتان.
قال جيسون هوفجارتنر: "نحن نعلم الآن أنه من الممكن تجميد الجليد الغني بالميثان والإيثان على تيتان في كتل رقيقة تتقارب معًا عندما تصبح أكثر برودة - على غرار ما نراه مع الجليد البحري في القطب الشمالي في بداية فصل الشتاء". المؤلف الأول على الورقة وباحث في مجلس العلوم الطبيعية والهندسة الكندية في كورنيل. "نريد أن نأخذ هذه الشروط بعين الاعتبار إذا قررنا استكشاف سطح تيتان يومًا ما".
ستكون أداة رادار كاسيني قادرة على اختبار هذا النموذج من خلال مشاهدة ما يحدث لانعكاسية سطح هذه البحيرات والبحار. إن ارتفاع درجة حرارة بحيرة هيدروكربونية في أوائل الربيع ، كما بدأت البحيرات الشمالية في تيتان ، قد تصبح أكثر انعكاسًا عندما يرتفع الجليد إلى السطح. سيوفر ذلك جودة سطح أكثر خشونة تعكس المزيد من الطاقة اللاسلكية إلى كاسيني ، مما يجعلها تبدو أكثر إشراقًا. عندما يصبح الطقس أكثر دفئًا ويذوب الجليد ، سيكون سطح البحيرة سائلًا نقيًا ، وسيظهر لرادار كاسيني لتعتيم.
قالت ليندا سبيلكر ، عالمة مشروع كاسيني في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، باسادينا ، كاليفورنيا: "إن إقامة كاسيني الممتدة في نظام زحل تتيح لنا فرصة غير مسبوقة لمشاهدة آثار التغيير الموسمي في تيتان". إذا كانت النظريات صحيحة ".
المصدر: وكالة ناسا / مختبر الدفع النفاث
