پیشتازتک پلاسعلم و دانش

کشف راز اقیانوس مدفون در پلوتو

فیلم سینمایی سرخ پوست

سال‌ها تصور می‌شد سطح پلوتو خشک و سرد است؛ اما براساس رصدهای کاوشگر نیوهورایزنز، احتمال وجود اقیانوس مایع مدفون در زیر سطح آن زیاد است.

آب و مایعات موجود در منظومه‌ی شمسی، فراتر از حدی است که ما فکر می کنیم و احتمال وجود آب مایع حتی در نقاط دوردست کمربند کویپر هم وجود دارد. برای مثال، احتمال وجود اقیانوس مایع زیر بستر یخ نیتروژنی پلوتو وجود دارد. باتوجه‌به این شواهد، احتمال وجود اقیانوس‌های مدفون در سیاره‌های فراخورشیدی هم زیاد است.

احتمال وجود اقیانوس‌های مدفون در سیاره‌های فراخورشیدی

درابتدا، تصور می‌شد دمای لازم برای حفظ حالت مایع در سطح پلوتو باید بسیار زیاد باشد؛ اما به‌عقیده‌ی ستاره‌شناسان ژاپنی، احتمالا لایه‌ی عایق گازی مانع از انجماد اقیانوس زیر سطح پلوتو شده است. این مشاهده به حل ناهنجاری جاذبه‌ای کمک می‌کند که کاوشگر نیوهورایزنز در صفحه‌ی اسپوتنیک پلانیتیا کشف کرده است.

 شونیچی کاماتا، از دانشگاه هوکایدوی ژاپن، دراین‌باره می‌گوید:

احتمالا اقیانوس‌های زیادی به‌همین‌شکل در سراسر جهان وجود دارد؛ ازاین‌رو، احتمال وجود حیات فرازمینی افزایش پیدا می‌کند.


تصویر نمایی از صفحه‌ی یخ نیتروژن اسپوتنیک پلانیتیا که فضاپیمای نیوهورایزنر ناسا در ژوئیه‌ی‌۲۰۱۵ ثبت کرده است.

 قلب پلوتو

اقیانوس زیر سطح پلوتو در موقعیت جغرافیایی اسپوتنیک پلانیتیا کشف شد. این منطقه صفحه‌ای پوشیده از یخ نیتروژن به عظمت هزار کیلومتر است که منطقه‌ی معروف به «قلب پلوتو» را تشکیل می‌دهد.

براساس مشاهدات کاوشگر نیوهورایزنز ناسا، صفحه‌ی اسپوتنیک پلانیتیا هم‌سطح با محور کشندی پلوتو است (خطی که کشش گرانشی شارون، قمر پلوتون، در قوی‌ترین حالت خود قرار دارد). به عقیده‌ی دانشمندان، محور پلوتو به‌دلیل جرم زیاد پراکنده در سطح اسپوتنیک پلانیتیا و اطراف آن به‌سمت این صفحه قرار گرفته است.

علت جرم زیاد سطح اسپوتنیک پلانیتیا

این جرم زیاد احتمالا ناشی از یخ نیتروژنی روی صفحه و آب مدفون در اقیانوس زیر سطح پلوتو است. براساس پژوهش‌های گذشته، آب اقیانوس‌ها احتمال از اعماق پلوتو سرچشمه می‌گیرد که به‌دلیل برخورد دنباله‌دار به پوسته‌ی سیاره رسیده است.

اقیانوس زیر سطح پلوتو

به‌کمک اقیانوس زیر سطح پلوتو، حتی می‌توان ویژگی‌های تکتونیکی یا زمین‌ساختی این سیاره را هم توصیف کرد؛ اما اقیانوس مدفون پلوتو چگونه طی بیش از ۴.۶ میلیارد سال تاریخچه‌ی منظومه‌ی شمسی، شکل مایع خود را از دست نداده است.

سیاره‌ی کوتوله‌ی پلوتو

گفتنی است سیاره‌ی کوتوله‌ی پلوتو مثل غول‌های گازی با ابر غول‌آسایی از گاز احاطه نشده است؛ بنابراین، قدرت نیروهای کشندی وارد بر آن به‌اندازه‌ی نیروهای کشندی وارد بر قمر اروپای مشتری یا قمر انسلادوس زحل نیست (هر دو قمر از اقیانوس‌های زیرسطحی برخوردار هستند).

پژوهشگران معتقدند:

پلوتو برای حفظ اقیانوس مایع به گرمای داخلی نیازدارد. افزون‌براین، این سیاره‌ی کوتوله برای حفظ پوسته‌ی یخی باید سرد باشد؛ اما وجود لایه‌ای نازک از هیدرات کلاترات (هیدرات گازی) در قسمت کف پوسته‌ی یخی می‌تواند دلیل بقای اقیانوس مایع باشد.

عامل اصلی وجود اقیانوس مایع در زیر سطح پلوتو

براساس پژوهش‌ها، لایه‌‌ی عایق هیدرات گازی (جامد یخ‌مانندی تشکیل شده از گازهای به‌دام‌افتاده در قفس‌های آب مولکولی) می‌تواند عامل اصلی وجود اقیانوس مایع در زیر سطح پلوتو باشد.

مدل سازی حرارتی پلوتو

پژوهشگران با درنظرگرفتن شروع تکامل پلوتو از ۴.۶ میلیارد سال پیش، آن را در دو حالت وجود لایه‌ی گازی و نبود آن زیر پوسته‌ی یخی پلانیتیا مدل سازی کردند.آن‌ها به مدل‌سازی تکامل حرارتی پلوتو پرداختند و زمان لازم برای انجماد اقیانوس‌های زیر سطح و تشکیل لایه‌ی یکپارچه‌ای از یخ را محاسبه کردند. براساس این مشاهده‌ها، درصورت نبود لایه‌ی گازی، اقیانوس باید ۸۰۰ میلیون سال پیش (مصادف با ظهور اولین جانداران در زمین) منجمد می‌شد.

نتایج شبیه سازی پلوتو

در شبیه‌سازی همراه‌با هیدرات گازی، نتیجه‌ی متفاوتی به‌دست آمد. درصورت وجود عایق گازی، اقیانوس به‌سختی منجمد می‌شود. برای مثال، برای تشکیل لایه‌ی یکپارچه‌ی یخی در حالت عادی، ۱۰۰ میلیون سال زمان لازم است؛ ولی درصورت وجود لایه‌ی هیدرات گازی، سرعت انجماد به بیش از یک‌میلیارد سال طول میکشد.

گازهای تشکیل دهنده در پلوتو

اگرچه بخش زیادی از یخ سطح اسپوتنیک پلانیتیا از نیتروژن تشکیل شده است، بیشترین گاز تشکیل‌دهنده‌ی این لایه «متان» است که از هسته‌ی سنگی پلوتو سرچشمه گرفته است. به‌عقیده‌ی پژوهشگران، لایه‌ی هیدرات کلاترات به‌صورت عایق گرمایی عمل می‌کند و با جلوگیری از انجماد کامل اقیانوس، پوشش یخی سطح آن را نیز یکپارچه و ثابت نگه‌ داشته است.

نتایج مثبت شبیه سازی

شبیه‌سازی‌ها نه‌تنها نظریه های نیوهورایزنز و احتمال اقیانوس مایع در زیر سطح پلوتو را تأیید می‌کنند؛ بلکه نشان می‌دهند چگونه اقیانوس مایع می‌تواند زیر سطح منجمد‌ترین سیاره‌ها و سیاره‌های کوتوله دوام بیاورد؛ بنابراین، آب موجود در جهان فراتر از حد تصور است.

منبع
زومیت
برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن