اقیانوس آب مایع در اقمار مشتری و زحل

پنجشنبه گذشته دانشمندان اعلام کردند که در بررسی های فضاپیمای کاسینی ناسا گاز هیدروژن را به عنوان یک منبع انرژی حیات میکروبی، در فوران آبفشان از اقیانوس آب در زیر پوسته یخی انسلادوس شناسایی کردند. 

دانشمندان می گویند هیدروژنی که از اقیانوس های زیر سطحی انسلادوس فوران می کند شبیه به ویژگی های زمین شناسی است که در زیر آب های عمیق زمین پیدا می شود. 

لیندا اسپیلکر دانشمند پروژه کاسینی از آزمایشگاه پیشران جت ناسا گفت:«این کشف بسیار مهم است، زیرا هیدروژن می تواند یک منبع بالقوه انژری شیمیایی برای میکروب هایی باشد که ممکن است در اقیانوس های انسلادوس حضور داشته باشند.»

کاسینی هیدروژن را در طول یک گذر سریع از میان فوران یخ و غبار از قطب جنوب انسلادوس در سال ۲۰۱۵ شناسایی کرد. 

فوران ها از شکستگی هایی که در پوسته قمر یخی دیده می شود اتفاق می افتد. 

کاسینی ابزار دقیقی برای شناسایی میکروب در اقیانوس های انسلادوس را ندارد، اما آخرین داده های فضاپیما نشان می دهد که قمر انسلادوس بهترین مکان برای جستجوی حیات فرازمینی است. 

ویلیان اسپارک، ستاره شناسی که عکس های تلسکوپ فضایی هابل را تجزیه تحلیل کرده گفت که تیم تحقیقاتی او در قمر اروپا محل فورانی را بررسی کرده اند که فضاپیمای گالیله طی پرواز های نزدیک خود از کنار قمر مشتری در اواخر دهه ۱۹۹۰ و اوایل ۲۰۰۰ شناسایی کرده است.

به نظر می رسد این فوران در نزدیک استوای اروپا در همان محلی است که فضاپیمای گالیله شناسایی کرده. آخرین تصاویر تلسکوپ فضایی هابل در سال های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۴ نشان می دهد که احتمالا ستون های فواران به ارتفاع ۱۰۰ کیلومتر از سطح نیز می رسند. 

تصویر ترکیبی از فوران ها متناوب در استوای قمر اروپا

اسپارک گفت: «در سال ۲۰۱۴ ما از تلسکوپ فضایی هابل استفاده کردیم تا ستون های فوارن بخار آب از سطح اروپا را بررسی کنیم. این تحقیق مهمی است زیرا می توانیم بدون نیاز به شکستن یخ های سطح قمر اقیانوس های آن را بررسی کنیم. در سال ۲۰۱۶ نیز فورانی را در همان مکان مشاهده کردیم. تناوب این پدیده در یک مکان امکان رصد های بیشتری را به ما می دهد.»

اسپارک ادامه داد:«فوران های سطح انسلادوس همراه با یک منبع گرمایی است، پس ما سعی کردیم یک نقشه گرمایی از سطح اروپا تهیه کنیم. گرم ترین محل رو سطح اروپا در شب جایی است که فوران مورد مطالعه ما اتفاق می افتد.»

گرانش قوی مشتری و زحل باعث گردش و حرارت اقیانوس های مایع اروپا و انسلادوس می شود. 

با کشف کاسینی دانشمندان می دانند که انسلادوس آب و مواد شیمیایی مورد نیاز برای حیات را دارد. 

ابزار طیف سنج یون و ذرات خنثی در کاسینی مولکول هیدروژن را طی عبور آن با سرعت ۸.۵ کیلومتر در ثانیه از میان فوران شناسایی کرد. این کشف شانس پیدا شدن حیات در زیر پوسته انسلادوس را افزایش می دهد. 

هانتر وایت از تیم طیف سنجی گفت: «طی پرواز های نزدیک قبلی مشخص شد که ۹۸ درصد از این فوران ها را آب تشکیل داده است. در آنها آثاری از آمونیاک، کربن دی اکسید، متان و برخی مواد آلی دیگر وجود دارد.»

تصویر گرافیکی از واکنش هایی که در زیر سطح قمر زحل اتفاق می افتد

هیدروژن در واکنش بین آب گرم، دی اکسید کربن و سنگ های انسلادوس بوجود آمده است. 

کریس گلین یکی از دانشمندان کاسینی گفت: «در اقیانوس های زمین، در چنین شرایطی میکروب هایی پیدا می شود که به جای نور خورشید از انرژی شیمیایی تغذیه می کنند. واکنش مهم در زنجیره غذایی جایی رخ می دهد که میکروب هیدروژن را با دی اکسید کربن ترکیب می کند تا متان بوجود بیاید و در نتیجه انرژی زیادی آزاد می شود. ما اندازه گیری کالری را در این اقیانوس بیگانه آغاز کردیم. این گامی مهم برای درک امکان سکونت در انسلادوس است.»

جیم گرین گفت: «اگر در آنجا حیا وجود داشته باشد با نوع حیاتی که ما در زمین می شناسیم کاملا متفاوت است. در واقع پیدایش آن با حیات ما ارتباطی ندارد.»

فضاپیمای کاسینی برای کشف حیات در انسلادوس ساخته نشده بود. طیف سنج های این فضاپیما برای بررسی جو تیتان، بزرگترین قمر زحل طراحی شده بودند، اما پس از کشف آبفشان در قطب جنوب قمر یخی انسلادوس، دانشمندان کاربرد این ابزار را تغییر دادند. 

اسپیلکر گفت: «این یافته ها نتیجه ۱۲ سال تحقیق است و نتایج بسیار مهمی است زیرا نشان می دهد انسلادوس تقریبا همه شرایط مهم برای حمایت از حیات را دارد.»

تصویر کاسینی از انسلادوس، قمر زحل

کاسینی در سال آخر ماموریت خود است و در ۱۵ سپتامبر به سمت جو زحل شیرجه می رود. این فضاپیما دیگر پرواز نزدیکی از کنار انسلادوس نخواهد داشت و در ۲۲ آپریل با استفاده از گرانش تیتان مسیر خود را به سمت داخت حلقه های زحل تغییر می دهد. 

اسپیلکر گفت: «زمانی که کاسینی ساخته شد ما فکر نمی کردیم که این فضاپیما یک اقیانوس آب مایع را زیر سطح قمر انسلادوس کشف کند. کاسینی توانست امکان زندگی در انسلادوس را بررسی کند اما ابزار لازم برای شناسایی حیات را ندارد. پس باید منتظر ماموریت های آینده برای شناسایی حیات در این قمر باشیم.»

ناسا ماموریت دیگری را برای زحل پیشبینی نکرده است اما دانشمندان طرح های پیشنهادی خود را تا ۲۸ آپریل ارائه می کنند. ناسا ماموریت های پیشنهادی را به موضوع اکتشاف در انسلادوس و تیتان محدود کرده است. 

برای بررسی فوران های متناوب در اروپا احتمالا نیاز به یک کاوشگر است. یک تیم از دانشمندان در آزمایشگاه پیشران جت ناسا ربات کاوشگری را طراحی می کنند که تا اوایل ۲۰۳۰ به قمر اروپا خواهد رفت. 

وویتک معتقد است که اگر اروپا همان فعالیت های گرمابی انسلادوس را داشته باشد کاندید بهتری برای حیات است. اروپا ۴ میلیارد سال پیش تشکیل شده است و زمان بیشتری برای ظهور حیات و استفاده از انرژی گرمایی در آن داشته.