نورنیوز-گروه اجتماعی: ماموریت «اروپا کلیپر» ناسا در حال حاضر در سفری ۱.۸ میلیارد مایلی به سمت سیاره مشتری است و وظیفه دارد ارزیابی کند که آیا قمر یخی اروپا میتواند از حیات پشتیبانی کند یا خیر.
دانشمندان بر اساس دادههای ماموریتهای تاریخی وویجر(Voyager) و گالیله(Galileo) میدانند که قمر اروپا یک اقیانوس سراسری را در زیر پوسته یخی خود پنهان کرده است که حاوی بیش از دو برابر آب تمام اقیانوسهای زمین است.
دانشمندان امیدوارند که در طول ۴۹ پرواز نزدیک برنامهریزی شده کاوشگر «اروپا کلیپر» از این قمر یخی، این فضاپیما بتواند تودههای عظیم آب یا تودههای گرم سطحی را که توسط این اقیانوس زیرزمینی تأمین میشوند، شناسایی کند و راهی مناسب برای تجزیه و تحلیل شیمی اقیانوس پنهان آن از مدار ارائه دهد.
با این حال، یک مطالعه جدید نشان میدهد که هرگونه آب کمعمقی که «اروپا کلیپر» شناسایی میکند، لزوماً نمیتواند دریچهای مستقیم به اقیانوس اروپا باشد.
تحقیقات انجام شده توسط دانشمند سیارهشناس، لوجندرا اوجها(Lujendra Ojha) از دانشگاه راتگرز(Rutgers) نشان میدهد که پوسته یخی اروپا به عنوان یک مانع بسیار مستحکمتر از آنچه قبلاً تصور میشد، عمل میکند.
شبیهسازیهای کامپیوتری که فیزیک آب در حال حرکت از طریق شکستگیهای یخ را مدلسازی میکنند، نشان میدهند که مایعی که از اقیانوس بالا میآید، مدتها قبل از رسیدن به اعماق کم، به طور آشفته حرکت میکند، به سرعت گرما آزاد میکند و ترکها را اغلب در عرض چند ساعت مسدود میکند.
اوجها میگوید: یک پوسته یخی وجود دارد، آب در زیر آن وجود دارد و همه این گمانهزنیها در مورد چگونگی آمدن آن آب از اعماق و رسیدن به بالای آن بدون یخ زدن در طول مسیر وجود دارد. این واقعاً همان چیزی است که ما فکر میکنیم رد کردهایم.
محققان برای آزمایش این سناریو، شبیهسازیهای کامپیوتری را برای ارزیابی اینکه آیا آب اقیانوس میتواند از طریق شکستگیهای پوسته بالا بیاید و در مخازن کمعمق نزدیکتر به سطح جمع شود، انجام داد. چنین مخازنی اگر مستقیماً توسط اقیانوس تغذیه شوند، تشخیص و تجزیه و تحلیل آنها برای فضاپیماهای در حال عبور به طور قابل توجهی آسانتر از اقیانوسی است که کیلومترها در زیر آن دفن شده است.
در حالی که مدلهای قبلی فرض میکردند که آب به شکل روان از این مسیرها عبور میکند، طبق این مطالعه جدید، فیزیک دنیای واقعی سفری بسیار آشفتهتر را ایجاد میکند و به جای یک جریان ثابت، آب در حال افزایش به طور آشفتهای به دیوارههای سرد شکستگیها برخورد میکند و به سرعت گرما از دست میدهد.
اوجها افزود: این آب به چپ و راست، بالا و پایین حرکت میکند و حرکت آن چرخشی خواهد بود. وقتی این اتفاق میافتد، آن آب مایع با نزدیک شدن به سطح، خیلی خیلی سریع خنک میشود و با سرد شدن سریع آب، در فرآیندی به نام فوقسرمایش(supercooling)، زیر نقطه انجماد استاندارد خود مایع باقی میماند.
این مطالعه خاطرنشان میکند که این پدیده، تشکیل کریستالهای یخی کوچک و آبکی معروف به یخهای شکننده را آغاز میکند که سپس به سرعت انباشته میشوند و مسیر را مسدود میکنند.
در بیانیه محققان آمده است: در حالی که شکستگیهای وسیعتر از نظر تئوری میتوانند حجم بیشتری از آب را حمل کنند، نتایج نشان میدهد که برای جلوگیری از انجماد کامل، این کانالها باید به شکل غیرمعقولی طولانی باشند یا به تعداد زیاد وجود داشته باشند.
این یافتهها میتواند نحوه تفسیر دانشمندان از دادههای دریافتی از ماموریت «اروپا کلیپر» که قرار است در آوریل 2030 به مشتری برسد و همچنین ماموریت کاوشگر قمرهای یخی مشتری(JUICE) آژانس فضایی اروپا را تغییر دهد.
ماموریت JUICE قرار است در ژوئیه 2031 برای مطالعه مشتری در کنار سه قمر دارای اقیانوس آن موسوم به اروپا، گانیمد و کالیستو به آنجا برسد.
اگر این فضاپیماها دریاچههای مایع کمعمق یا سطوح مشابه را کشف کنند، مطالعه اوجها نشان میدهد که این ویژگیها به احتمال زیاد توسط ذوب موضعی درون خود پوسته یخ ایجاد شدهاند، نه توسط بالاآمدگیهای مستقیم از اعماق اقیانوس.
اوجها در پایان گفت: این به ماموریتهای آینده کمک میکند تا آنچه را که پیدا میکنند، تفسیر کنند و بهتر بفهمند که کجا باید به دنبال نشانههای حیات بگردند.
این پژوهش در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.