تتدفق الحرارة الزائدة من القطب الشمالي للقمر إنسيلادوس، مما يشير إلى وجود توازن دقيق للطاقة في العمق ربما يكون قد أبقى المحيط تحت السطح مستقرًا على فترات زمنية جيولوجية مهمة، مما يعزز ملاءمته للحياة.
واحد من زحل's أقمار, إنسيلادوس من المعروف أنه عالم محيطي نشط منذ عام 2005، عندما كاسيني وجدت البعثة أعمدة عملاقة من بخار الماء تتدفق من المحيط في أعماقها من خلال شقوق ضخمة في السطح. يتم تشغيل هذه الأعمدة بالطاقة الناتجة عن تفاعلات المد والجزر مع زحل، والتي تعمل على ثني الجزء الداخلي من القمر، والضغط عليه وتمديده بمهارة، وفي النهاية تحافظ على الجزء الداخلي منه دافئًا بدرجة كافية للحصول على الماء السائل.
وقالت جورجينا مايلز، قائدة الدراسة، من معهد ساوثويست للأبحاث وعالمة زائرة في جامعة أكسفورد: “إن إنسيلادوس هدف رئيسي في البحث عن الحياة خارج الأرض، وفهم مدى توفر طاقته على المدى الطويل هو المفتاح لتحديد ما إذا كان يمكنه دعم الحياة”. إفادة.
إذا لم يحصل إنسيلادوس باستمرار على ما يكفي من الطاقة من تسخين المد والجزر، فإن محيطه سوف يتجمد تدريجياً. وإذا تلقت الكثير من الطاقة، فإن النشاط في المحيط سيزداد، مما يغير بيئتها ربما على حساب صلاحيتها للسكن. ولذلك، فإن التوازن الدقيق بين الطاقة المترسبة في القمر عن طريق تفاعل المد والجزر، والطاقة التي تتسرب بعيدًا من خلال الحمل الحراري حتى السطح وإلى الفضاء، مطلوب لضمان الاستقرار على مدى مئات الملايين أو حتى مليارات السنين.
ويعرف علماء الكواكب أن الحرارة تتدفق من القطب الجنوبي، حيث توجد الشقوق، المعروفة باسم خطوط النمر، التي تنتج الأعمدة. ومع ذلك، فقد اعتقدوا أن القطب الشمالي لإنسيلادوس كان خاملًا.
ويبدو أنهم كانوا مخطئين.
من خلال مقارنة القياسات المأخوذة من مطياف الأشعة تحت الحمراء المركب (CIRS) التابع لكاسيني لدرجة حرارة القطب الشمالي لإنسيلادوس خلال شتاء زحل في عام 2005 وما يمر به الصيف على القمر الجليدي في عام 2015، ومن ثم مقارنتها بدرجات الحرارة المتوقعة بناءً على النمذجة، وجد فريق مايلز أن القطب الشمالي لإنسيلادوس كان أكثر دفئًا بسبع درجات مئوية (45 درجة فهرنهايت) من المتوقع. تتدفق هذه الحرارة الزائدة من المحيط الذي يبلغ عمقه 12 إلى 14 ميلاً (20 إلى 23 كيلومترًا) تحت السطح في القطب الشمالي، ويبلغ متوسط عمقها 15.5 إلى 17.4 ميلًا (25 إلى 28 كيلومترًا) على مستوى العالم. ستجعل هذه القشرة الجليدية السميكة من الصعب على أي مهمة مستقبلية التنقيب وصولاً إلى المحيط؛ قد يكون الدخول عبر خطوط النمر هو الرهان الأفضل، حتى لو كان أكثر خطورة. أ مهمة يتم حاليًا دراسة إطلاقه في أربعينيات القرن الحالي من قبل وكالة الفضاء الأوروبية.
يبلغ التدفق الحراري المُقاس 46 مللي واط لكل متر مربع، وهو ما يعادل ثلثي فقدان الحرارة عبر الصفائح القارية مقارنة بالأرض. عند قياس القمر إنسيلادوس بأكمله، بما في ذلك تدفق الحرارة نحو القطب الجنوبي، فإن القمر يفقد 54 جيجاوات عبر كامل مساحة سطحه، وهو ما يتطابق تمامًا مع كمية الطاقة التي يضخها تسخين المد والجزر إلى القمر. هذا التوازن الدقيق ليس من قبيل الصدفة، ويشير إلى أن المحيط كان مستقرًا، دون أن يتجمد، لفترة طويلة جدًا.
وقالت كارلي هويت من جامعة أكسفورد ومعهد علوم الكواكب في أريزونا: “إن فهم مقدار الحرارة التي يخسرها إنسيلادوس على المستوى العالمي أمر بالغ الأهمية لمعرفة ما إذا كان بإمكانه دعم الحياة”. “من المثير حقًا أن هذه النتيجة الجديدة تدعم استدامة إنسيلادوس على المدى الطويل، وهو عنصر حاسم لتطور الحياة.”
على الرغم من أن كاسيني أنهت مهمتها التي استمرت 13 عامًا في عام 2017 عندما سقطت في زحل لمنعها من الاصطدام بأي من أقمار زحل وتلويثها، إلا أنه يبدو أن المركبة الفضائية لا تزال تحقق الاكتشافات.
قال مايلز: “إن التغلب على التغيرات الدقيقة في درجة حرارة السطح الناجمة عن التدفق الحراري الموصل لإنسيلادوس من التغيرات اليومية والموسمية في درجات الحرارة كان تحديًا، ولم يكن ذلك ممكنًا إلا بفضل مهمات كاسيني الممتدة”. “تسلط دراستنا الضوء على الحاجة إلى إرسال بعثات طويلة المدى إلى عوالم المحيطات التي قد تؤوي الحياة، وحقيقة أن البيانات قد لا تكشف جميع أسرارها إلا بعد مرور عقود من الحصول عليها.”
تم نشر النتائج في 7 نوفمبر في مجلة Science Advances.
التعليقات