قد يكون لدى قمر زحل ميماس محيط، ويمكن للمركبة الفضائية المستقبلية العثور عليه

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

تستمر قضية وجود محيط حديث الولادة على قمر زحل ميماس في التزايد.

لا توفر الأبحاث التي ترسم خرائط لسمك القشرة الجليدية في العالم نافذة لمعرفة عمر المحيط الحالي فحسب، بل تستكشف أيضًا المكان الذي قد تكون فيه القشرة في أنحف حالاتها، وهو المكان المثالي للبعثات المستقبلية لاكتشاف المحيط. وفي الوقت نفسه، فإن فحص أكبر حفرة في ميماس يفرض المزيد من القيود على الفئة العمرية للمحيط المحتمل.

وقالت أليسا رودن، عالمة الكواكب في معهد أبحاث الجنوب الغربي (SwRI) في بولدر، كولورادو، الشهر الماضي: “عندما ننظر إلى ميماس، فإننا لا نرى أيًا من الأشياء التي اعتدنا رؤيتها في عالم المحيطات”. مؤتمر علوم الكواكب الأوروبية – اجتماع قسم علوم الكواكب.

زميل زحل القمر إنسيلادوس وقمر المشتري أوروبا – كلاهما يعتقد أنهما يستضيفان محيطات – مغطى بشبكة من الشقوق والشقوق في سطحهما، مما يدل على أن أحجامهما تغيرت مع ذوبان الجليد في الماء. لكن الطبقة الخارجية لميماس، أصغر أقمار زحل الكبرى، لا تحتوي على سوى القليل من الفواصل الواضحة. كما تبدو فوهاته غير قابلة للتغيير، كما لو أنها محفورة في الصخر بدلاً من الجليد.

ومع ذلك، أعلن الباحثون في العام الماضي أن القياسات التي أجرتها المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا تدعم وجود المحيط حديث الولادة نسبيًا ميماس، وهي فكرة بدأ العلماء في النظر فيها على مدى العقد الماضي مع استمرار تدفق بيانات كاسيني نحو الأرض. كانت بيانات كاسيني المبكرة ألمح نحو المحيط الشاب على العالم أيضًا، على الرغم من أن العلماء كانوا متشككين في البداية. ومع ذلك، فإن الملاحظات التفصيلية تقدم الآن حجة قوية لوجود محيط في ميماس مدفون تحت 12 إلى 19 ميلاً (20 إلى 30 كيلومترًا) من الجليد الصلب.

طبقت رودن وزملاؤها نماذج تعتمد على سمك القشرة الحرارية لأوروبا على ميماس في محاولة لتحديد سمك القشرة الجليدية الأخيرة وكيفية تدفق الحرارة عبر سطحها. ووجدوا أنه بمجرد أن بدأ الذوبان في العالم، بدأ بسرعة.

يرتبط ذوبان ميماس ارتباطًا وثيقًا بمداره. على الرغم من أن العلماء ما زالوا يحاولون معرفة كيفية تشكل الأقمار في نظام زحل، فمن المحتمل أن أي محيط ولد فيه القمر الصناعي كان قد تجمد منذ فترة طويلة. يعتقد العلماء أن المحيط المحتمل اليوم على ميماس ليس من بقايا تكوينه، بل هو وصول حديث – وهو على الأرجح ولد بسبب التغيرات في رحلات القمر.

عندما يدور القمر حول كوكب، فإن الجسمين يجذبان بعضهما البعض بفعل الجاذبية. أما على الأرض فالنتيجة هي تغير المد والجزر في المحيطات كما يسحب قمرنا الماء. والأمر الأقل وضوحًا هو كيفية سحب الأرض نفسها للسطح الصخري الصلب للقمر.

في نظام زحل، يبدو أن شيئًا ما دفع ميماس إلى مدار أقل دائرية وأكثر انحرافًا في مرحلة ما، مما أدى إلى تغيير كيفية سحب جاذبية زحل للجليد الصلب. ما اكتشفه العلماء هو أن قوة دفع وسحب زحل من موقع القمر الجديد تخلق حرارة تذيب الجليد في الماء. يمكن أن يشكل هذا محيطًا حديث الولادة. وفي الوقت نفسه، تعمل الجاذبية ببطء على تدوير مدار القمر.

وعندما يتخذ مسار القمر دائرة مرة أخرى، فإن قوة المد والجزر لن تكون قادرة على إذابة الجليد، وسيتجمد المحيط الناشئ الذي يعتقد العلماء أنه موجود ببطء.

درست رودن وزملاؤها كيف يمكن أن يتغير الانحراف لإعادة خلق ما نراه في ميماس اليوم. ووجدوا أن التحول القوي في المدار كان من شأنه أن يذيب سطح القمر بالكامل، ويمحو الحفر والميزات السطحية الأخرى بالكامل. ووجدوا أن التغير المداري لميماس قد حدث على الأرجح خلال آخر 10 إلى 15 مليون سنة، وهو رمشة عين على المقاييس الزمنية الفلكية، ويتناسب مع التقديرات السابقة لعمر المحيط الشاب.

قام الفريق أيضًا بمحاكاة كيفية انتقال الحرارة عبر القمر في محاولة لتحديد كيف يمكن للبعثات المستقبلية اكتشاف محيط تحت السطح. وتشير عمليات المحاكاة التي أجراها الباحثون إلى أن تدفق الحرارة في الجليد – وما ينتج عنه من ذوبان وترقق القشرة – قد لا يكون واضحًا. ومع ذلك، يمكن للمركبة المدارية المستقبلية استخدام قياسات الحرارة لاكتشاف المحيط الموجود تحتها.

وقال رودن: “سيكون الأمر صعبا، لكنه قد يكون قابلا للتنفيذ”.

قلب نجمة الموت

غالبًا ما يُطلق على ميماس اسم “”“نجمة الموت القمر” في إشارة إلى تشابهه مع قاعدة الفضاء الشهيرة حرب النجوم. حفرة عملاقة تمتد على ثلث قطر القمر، مما يخلق نقطة محورية واضحة للآلة الشريرة. تمتد فوهة هيرشل لمسافة 80 ميلاً (130 كيلومترًا)، وتلعب دورًا رئيسيًا في النقاش حول وجود محيط ميماس.

يمكن أن يوفر شكل الحفرة الكثير من المعلومات حول الأرض التي تم نحتها منها. لم يقتصر الأمر على حفر المواد على السطح لدراستها لاحقًا فحسب، بل إن صلابتها ذاتها يمكن أن تسمح أيضًا للباحثين بتحديد مدى صلابة الجليد في المنطقة عند تكوينه.

تكشف محاكاة تكوين الحفرة على ميماس أن الجليد لم يكن من الممكن أن يكون قاسيًا تمامًا عندما حدث ذلك هيرشل تم نحت. من خلال نمذجة ميماس في مراحل مختلفة من التاريخ، بدءًا من عالم خالٍ تمامًا من المحيطات إلى عالم مائي مغطى بالجليد، وجد الباحثون أن هيرشل من المحتمل أن يكون قد تشكل عندما كان ميماس على أعتاب الذوبان.

وقالت عالمة الكواكب أديني دينتون، وهي أيضًا في SwRI، إن ميماس “يجب أن يكون على حق عند نقطة التحول”. موقع Space.com. “يمكن أن يبقى عند نقطة التحول تلك لملايين السنين، لكن يجب أن يكون قريبًا منها.”

كما قدم دينتون نتائجها في EPSC. وقد نُشرت الدراسة، التي كان رودن أحد مؤلفيها أيضًا، مؤخرًا في المجلة رسائل علوم الأرض والكواكب.

في وسط ميماس تقع قمة مركزية، تكونت عندما اصطدم شيء كبير بأصغر أقمار زحل الرئيسية. القمم المركزية هي سمة مشتركة للحفر الكبيرة، وتشكيلها شرط للأحجام النسبية للصدمة والهدف. في عمله السابق، أثبت دينتون أن الاصطدام بالجليد الصلب كان من شأنه أن يخلق حفرة خالية من الذروة.

ومع ذلك، فإن المصادمات هي أيضًا حفارات، تنحت في قشرة الجسم الأم. لو كان ميماس يضم محيطًا تحت سطحه، لكان الاصطدام قد أدى إلى تطاير المياه في كل مكان. كان من الممكن أن يكون السائل مرتاحًا جدًا بحيث لا يمكنه تكوين الذروة.

وقال دينتون: “لا يمكن للمياه أن تصنع هيكلاً كهذا”.

ومن المرجح أن هيرشل تشكل عندما بدأ المحيط في الذوبان، خلال فترة كان فيها الجليد أكثر دفئا ولكن ليس سائلا تماما.

تزيد دراسة دينتون من الفترة المحتملة لتكوين هيرشل من مليون سنة إلى عشرة ملايين سنة. وقال دينتون في EPSC: “لا يزال هذا قصيرًا من الناحية الجيولوجية، ولكنه أفضل بكثير من واحد”. “إنها لعبة من حيث الحجم.”

تساعد هذه الدراسة، جنبًا إلى جنب مع عمل رودن على الجزء الداخلي الحراري للقمر وأعمال أخرى يتم إجراؤها على السطح والداخل، الباحثين على فهم القمر الذي أسيء فهمه بشكل أفضل.

وقال دينتون: “كل هذه الأشياء تبني الآن رواية متماسكة عن ميماس كعالم محيطي شاب”.