فضا و نجوم

چرا کشف فوران‌های آب در اروپا خبر مهمی است؟

کشف فوران آب در قمر اروپا
نوشته شده توسط محمدرضا رضایی

چند روز پیش ناسا در بیانه‌ای اعلام کرد که قرار است از کشف مهمی درباره قمر اروپای مشتری خبر دهد. تا اینکه دوشنبه ۵ شهریور ۱۳۹۵، در کنفرانس خبری که به این منظور برگزار کرد، اعلام شد تلسکوپ فضایی هابل فوران‌هایی از بخار آب را در سطح اروپا تشخیص داده است. این خبر نه تنها به معنی تایید دیگری بر وجود اقیانوس زیرسطحی در این قمر شگفت‌انگیز است، بلکه راه را برای کاوش آن و احتمال کشف حیات در آنجا هموارتر کرد. با ما همراه باشید تا به این بهانه سفری به اروپا داشته باشیم!

در اروپا چه خبر شد؟

تلسکوپ فضایی هابل در ۱۵ ماه گذشته، مشاهدات متناوبی از قمر اروپای مشتری داشت. نتیجه این مشاهدات نشان داد که از سطح این قمر بخارهای پلاسمای آب به بیرون فوران می‌کنند. این بخارها تا ارتفاع ۲۰۰ کیلومتری از قمر اوج گرفته و احتمالا به صورت بارش‌هایی از یخ به سطح آن برمی‌گردند. رصد چنین پدیده‌ای در اروپا، تایید دیگری بر وجود اقیانوس زیرسطحی در آن است. به این معنا که شانس کشف حیات در آنجا بیش از گذشته تقویت شد. از قدیم گفته‌اند: «هر جا آب هست، آبادانی هم هست.» و در اخترزیست‌شناسی این مَثَل را این‌گونه بازنویسی می‌کنند: «هر جا آب هست، احتمالا حیات هم هست.»

سیاره مشتری

داده‌های هابل فوران‌هایی از بخار آب را در قمر اروپا نشان داد. این فوران‌ها در گوشه سمت چپ تصویر دیده می‌شوند.

برای آنکه اهمیت این خبر را بهتر درک کنیم، بهتر است به سراغ انسلادوس (قمر زحل) برویم. کاوش‌های فضاپیمای کاسینی در چند سال اخیر نشان داد این قمر یخ‌فشان‌‌هایی دارد. دانشمندان این شانس را داشتند که کاسینی چندین‌بار از زوایای مختلف وقوع چنین پدیده‌ای را از نزدیک در انسلادوس بررسی کرد. حتی در یک مورد، در زمان وقوع یکی از یخ‌فشان‌ها به درون آن شیرجه زد و توانست اطلاعاتی از برخی ویژگی‌ها و ترکیبات یخ‌ها به دست بیاورد. داده‌های کاسینی نشان داد که به احتمال زیاد منشاء یخ‌فشان‌های انسلادوس، وجود اقیانوسی زیر پوسته آن است.
خوشبختانه فوران‌های یخ و آب در قمرهای اروپا و انسلادوس کار دانشمندان را برای کاوش اقیانوس زیرسطحی آنها راحت‌تر می‌کند. زیرا کاوشگرهای مدارگرد به راحتی می‌توانند این فوران‌ها را بررسی کنند و الزاما نیازی به ارسال کاوشگرهای سطح‌نشین و حفار به این قمرها نیست.
قمر اروپا در کنار سیاره مریخ و قمرهای تایتان و انسلادوس زحل یکی از کاندیداهای کشف حیات در منظومه شمسی است.

اقیانوس زیرسطحی در اروپا

قمر اروپا سطحی یخ‌زده و تقریبا بدون ناهمواری‌های بلند دارد. دما در سطح اروپا در نواحی استوایی حدود منهای ۱۶۰ درجه سانتی‌گراد و در نواحی قطبی تا منهای ۲۲۰ درجه می‌رسد. به همین خاطر عملا هر چیزی در این دما کاملا یخ‌زده است. در تصاویر ارسالی فضاپیمای گالیله از اروپا عوارض زیادی از شکستگی‌ها و صفحات یخ دیده می‌شود. شبیه به صفحات تکتونیک در زمین. از طرفی دیگر این فضاپیما که در دهه ۱۹۹۰م. در مدار مشتری بود، برای نخستین‌بار پی‌برد که اروپا میدان مغناطیسی ضعیفی دارد. این میدان مغناطیسی ناشی از هسته فلزی این قمر است. برهمکنش هسته اروپا با میدان مغناطیسی سیاره مشتری، باعث گرم‌شدن لایه‌های زیرین اروپا می‌شود. دانشمندان همان موقع احتمال دادند که احتمالا این گرما باعث ذوب‌شدن یخ‌های زیرسطحی شده و ممکن است در لایه زیرین پوسته اروپا اقیانوسی از آب شور وجود داشته باشد. با توجه به عوارض زمین‌شناسی که در سطح اروپا وجود داشت، این احتمال بیش از پیش قوت گرفت. منتها درباره ساختار این اقیانوس ۲ فرضیه ارائه شده است؛ یخ نازک و یخ غلیظ.
در فرضیه یخ نازک، به واسطه گرمای درونی اروپا، اقیانوس زیرسطحی مایع است و پوسته اروپا تنها چند کیلومتر ضخامت دارد. گرمای گوشته باعث گرم‌شدن یخ‌ها و ذوب آنها شده است.
در فرضیه یخ غلیظ شرایط متفاوت است. این یخ حالتی نیمه مذاب و خمیری شکل دارد. شاید بتوان آن را به «یخ دربهشت» تشبیه کرد. پوسته اروپا بین ۱۰ تا ۳۰ کیلومتر ضخامت دارد و روی این اقیانوس خمیری‌شکل شناور است. حالتی شبیه به سنگ‌های مذاب در گوشته زمین که صفحات پوسته زمین روی آنها حرکت می‌کنند. لغزش و حرکت پوسته اروپا روی این اقیانوس یخی خمیری‌شکل، باعث ایجاد برخی برآمدگی‌ها و شکست‌ها روی پوسته این قمر می‌شود. اغلب پژوهشگران فرضیه یخ غلیظ را با توجه به پدیده‌های سطح اروپا، محتمل‌تر می‌دادند.

قمر اروپا

تصویر شبیه‌سازی‌شده از ساختار درونی قمر اروپا براساس فرضیه یخ غلیط

کاوش در اروپا

فضاپیمای ویجر-۲، نخستین تصویر از قمر اروپا را به زمین مخابره کرد. سپس کاوش‌های فضاپیمای گالیله در دهه ۱۹۹۰م. اطلاعات ما را از این قمر بالاتر برد. به شکلی که تقریبا نقشه‌برداری کاملی از آن انجام شد. کشف میدان مغناطیسی ضعیف در این قمر به همراه ثبت برخی از ویژگی‌های سطحی آن، احتمال وجود اقیانوس زیرسطحی در اروپا را افزایش داد. بعد از آن هم در سال ۲۰۰۷م. فضاپیمای نیوهورایزنز در مسیر سفر به پلوتو، تصاویری از اروپا به زمین مخابره کرد.
در حال حاضر فضاپیمای جونو در مدار سیاره مشتری قرار دارد. اما ویژگی‌های مداری این کاوشگر و نیز ماموریت آن به گونه‌ای است که نمی‌تواند قمر اروپا را کاوش کند. دانشمندان در سازمان فضایی اروپا در حال طرح‌ریزی طراحی فضاپیمای ویژه‌ای به مقصد اروپا و سایر قمرهای یخی مشتری هستند. این فضاپیما JUICE نام دارد و در سال ۲۰۲۲ م. به فضا پرتاب می‌شود. بدون‌شک کشف فوران‌های آب در اروپا، انگیزه دانشمندان را برای کاوش اروپا بیش از پیش تقویت خواهد کرد.

نمای گرافیکی از فضاپیمای JUICE

نمای گرافیکی از فضاپیمای JUICE

درباره نویسنده

محمدرضا رضایی

دیدگاه شما چیست