آخرین مطالب
1
امروز
تایتان

دریاچه های گازدار روی سطح قمر تایتان زحل

بزرگترین قمر زحل، تایتان ، نه تنها عجیب‌ترین جرم در منظومه خورشیدی ماست، که می‌تواند گازدارترین جرم نیز باشد! با تحلیل مجموعه داده‌های آزمایشگاهی و اطلاعاتی که از فضاپیمای کاسینی بدست آمده است، شرایط سطحی تایتان شبیه‌سازی شده است. نتیجه، وجود دریاچه‌هایی همانند نوشابه‌های گازدار عظیم در سطح این قمر است.

تمامی مایعات، مقادیری گاز را در خود جذب می‌کنند که به دما و فشار آنها بستگی دارد. آب نیز به طور پیوسته، گازهای مختلفی چون کربن دی اکسید، اکسیژن و نیتروژن را جذب و در خود حل می‌کند. اما اینکه آب توانایی جذب چه مقدار گاز را دارد، به عوامل مختلفی بستگی دارد. بدون وارد شدن به مباحث ریاضی، می‌توان گفت که آب با فشار بالاتر و دمای کمتر، کربن دی اکسید بیشتری را جذب می کند و بالعکس. به همین صورت اگر شما نوشابه‌ای را گرم کنید، بیشتر گاز موجود در آن خارج می‌شود.

طبق آزمایشات بخش JPL ناسا، شرایط تایتان مشابه یک قوطی نوشابه، اما با پیچیدگی‌های بسیار بیشتری است. در مورد این قمر، مایع موجود در سطح آن، نیتروژن و گازهای آن، مخلوطی از مایعات برودتی هستند. دمای تایتان به منفی 179 درجه سانتی‌گراد رسیده و جو آن شامل 95 درصد نیتروژن و 4.9 درصد متان است. فشار جو نیز حدود 1.5 برابر فشار جو زمین است. دریاچه‌های قمر تایتان، ترکیبی از هیدروکربن‌هایی است که همواره در معرض باران‌های اتان و متان قرار دارد.

تایتان

تصویری از سطح قمر تایتان که تحول یک عارضه موقتی را در دریای هیدروکربنی ‌Ligeia نشان می‌دهد.

از یک نظر، چنین شرایطی شبیه نسخه‌ای بسیار سرد و عجیب و غریب از سیاره زمین است. اما موارد زیادی هست که پیچیدگی‌هایی را به شرایط تایتان اضافه می‌کند. کاسینی طی ماموریت خود دریافت که ترکیبات و ویژگی‌های دریاچه‌های تایتان، طی زمان تغییر می‌کند. این تغییرات شامل توانایی این دریاچه‌های برای جذب و نگهداری نیتروژن نیز می‌شود. در واقع شرایط به گونه‌ای ایجاد می شود که جذب یا پس دادن نیتروژن، در حالت مرزی قرار گرفته و به صورت پیوسته شاهد این دو فرآیند خواهیم بود.

محققان تمامی شرایط دریاچه‌های تایتان را همراه با فشارها و دماهای موجود در این قمر، در آزمایشگاه ها شبیه‌سازی کردند. به این صورت قادر بودند تا میزان توانایی دریاچه‌ها، برای جذب و پس دادن نیتروژن را مشاهده کنند.

مشاهدات نشان داد که دریاها و دریاچه‌های تایتان، در غلظت‌های بالاتر متان و دماهای کمتر و فشار بیشتر، نیتروژن بیشتری در خود جذب می کنند. اما نکته جالب توجه این است که برخلاف زمین، این شرایط بخصوص برای دریاچه‌ها، پایدار نیست. افزایش اندک دما یا تغییر غلظت متان، باعث شده تا نیتروژن حل‌شده، به صورت حباب‌هایی که در نوشابه‌های گازدار می‌بینیم، از دریاچه‌ها خارج شود.

تایتان

تصویری موزاییکی از دریاچه‌های قطب شمالی تایتان

غیر از موضوع دما، تغییرات غلظت اتان نیز بر این پدیده بسیار اثرگذار است. یکی از تفاوت‌های مهم اتان با آب، این است که یخ متان، چگالی بیشتری دارد و به عمق دریاچه فرو می‌رود. به این صورت نسبت مقادیر متان و اتان تغییر کرده و بار دیگر توانایی دریاچه برای نگهداری نیتروژن، کاهش می‌یابد. بنابراین، آزادشدن حباب‌های نیتروژن، علاوه بر زمانی که دما افزایش می‌یابد، هنگام سردشدن زیاد دریاچه هم می‌تواند رخ دهد.

آنچه مسلم است، این است که شایع بودن چنین پدیده ای در تایتان، تاثیرات بسیار زیادی خواهد داشت. زمین‌شناسی تایتان و حتی ماموریت‌های آینده‌ای که برای کاوش در سطح این قمر برنامه‌ریزی شوند، متاثر از چنین پدیده‌ای خواهند بود. به طور مثال اکنون حدس زده می‌شود که ناپدید شدن “جزایر جادویی” در سطح تایتان، می تواند حاصل یک فوران گازی باشد. همینطور یک سطح‌نشین روی تایتان می‌تواند با مشکلات زیادی ناشی از یک فوران شدید گازی روبرو شود. پس قبل از آن باید تدابیر لازم برای مواجه با آن سنجیده شود.

در ویدیوی کوتاه زیر، خروج حباب‌های گاز نیتروژن از متان مایع را مشاهده می‌کنید که در آزمایشگاه‌های JPL ناسا انجام شده است.

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*