قد لا يكون محيط تيتان المخفي موجودًا وهذا يغير كل شيء

قد يكون محيط تيتان المخفي أكثر طينًا من البحر، وفقًا لبحث جديد كاسيني بيانات المهمة. لا يزال من الممكن أن يستضيف هذا الجزء الداخلي الجليدي اللزج جيوبًا دافئة من الماء، وهي أماكن جميلة محتملة للحياة.

تشير نظرة جديدة إلى قياسات المركبات الفضائية التي تم جمعها منذ أكثر من عقد من الزمن زحلمن المحتمل أن أكبر أقمارنا، تيتان، لا يحتوي على محيط ضخم من الماء السائل على مستوى الكوكب تحت قشرته الجليدية، كما هو الحال مع الأبحاث السابقة المقترحة. بدلًا من ذلك، قد يعني النزول إلى ما دون سطح تيتان المتجمد مواجهة طبقات جليدية إضافية تتحول إلى ممرات ذائبة وجيوب معزولة من المياه الذائبة بالقرب من قلب تيتان الصخري.

التفسيرات المبكرة للبيانات من ناسامهمة كاسيني وأشار نحو محيط كبير تحت سطح الأرض تيتان. ولكن عندما قام العلماء ببناء نماذج حاسوبية تتضمن محيطًا عالميًا، فشلت النتائج في مطابقة الخصائص الفيزيائية التي أشارت إليها الملاحظات. أنتجت عملية إعادة التحليل صورة مختلفة أثقل بكثير. يمكن أن يشجع هذا العمل على إعادة تقييم مماثلة لعوالم أخرى في النظام الشمسي ويساعد في تحسين البحث عن الحياة على تيتان.

وقال بابتيست جورنو، أحد الباحثين: “بدلاً من محيط مفتوح مثل الذي لدينا هنا على الأرض، فإننا على الأرجح ننظر إلى شيء أشبه بالجليد البحري أو طبقات المياه الجوفية في القطب الشمالي، وهو ما له آثار على نوع الحياة التي قد نجدها، ولكن أيضًا على مدى توفر العناصر الغذائية والطاقة وما إلى ذلك”. جامعة واشنطن أستاذ مساعد علوم الأرض والفضاء.

الدراسة التي نشرت اليوم (17 ديسمبر) في طبيعة، بقيادة وكالة ناسا، بالتعاون مع جورنو وأولا جونز، طالب دراسات عليا في علوم الأرض والفضاء في مختبره بجامعة ويسكونسن.

مهمة كاسيني الطويلة والسوائل السطحية الغريبة لتيتان

بدأت كاسيني عملها في عام 1997 واستمرت في العمل لمدة 20 عامًا تقريبًا، حيث قدمت معلومات شاملة عن زحل وقمره البالغ عددها 274 قمرًا. تيتان، المختبئ تحت ضباب كثيف، هو المكان الوحيد إلى جانب الأرض المعروف بوجود سائل على سطحه. مع درجات حرارة حوالي -297 درجة فهرنهايت، هذا السائل السطحي ليس ماء. وبدلا من ذلك، يتجمع الميثان في البحيرات ويسقط أيضا من السماء على شكل أمطار.

بينما يسافر تيتان حول زحل في مسار بيضاوي، لاحظ الباحثون أن القمر يتمدد وينضغط اعتمادًا على المسافة المتغيرة واتجاهه بالنسبة إلى زحل. في عام 2008، دفع هذا الثني الواضح العلماء إلى القول بأن تيتان يجب أن يكون لديه محيط ضخم تحت جليده الخارجي، لأن الجزء الداخلي المتجمد بالكامل سيكون من الصعب تشويهه.

قال جورنو: “تعتمد درجة التشوه على البنية الداخلية لتيتان. فالمحيط العميق سيسمح للقشرة بالانثناء أكثر تحت تأثير جاذبية زحل، ولكن إذا كان تيتان متجمداً بالكامل، فلن يتشوه بنفس القدر”. “من الممكن أن يكون التشوه الذي اكتشفناه خلال التحليل الأولي لبيانات مهمة كاسيني متوافقًا مع محيط عالمي، لكننا نعلم الآن أن هذه ليست القصة الكاملة.”

يشير التأخير لمدة 15 ساعة إلى تصميم داخلي أكثر سمكًا

تضيف الدراسة الجديدة تفاصيل مهمة لم يأخذها العمل السابق في الاعتبار بشكل كامل: توقيت استجابة تيتان. يتتبع الشكل المتغير لتيتان الجزء الأقوى من جاذبية زحل بحوالي 15 ساعة. وهذا التأخير مهم لأنه يتطلب طاقة أكبر لتحريك مادة سميكة ولزجة مقارنة بسائل متدفق أكثر حرية، على غرار الطريقة التي تواجه بها الملعقة مقاومة أكبر عند تحريك العسل من الماء. ومن خلال قياس هذا الفارق، يمكن للعلماء تقدير مقدار الطاقة المطلوبة لإعادة تشكيل تيتان، والذي بدوره يكشف عن أدلة حول مدى اللزوجة التي يجب أن تكون عليها الأجزاء الداخلية.

وتبين أن كمية الطاقة المفقودة أو المتبددة داخل تيتان أعلى بكثير مما يتوقعه الباحثون إذا كان المحيط السائل العالمي هو المسؤول عن ذلك.

قال فلافيو بيتريكا، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد ما بعد الدكتوراه: “لم يكن أحد يتوقع تبديدًا قويًا للغاية للطاقة داخل تيتان. كان هذا هو الدليل القاطع الذي يشير إلى أن الجزء الداخلي لتيتان يختلف عما تم استنتاجه من التحليلات السابقة”. مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، الذي قاد الدراسة.

وبدلاً من المحيط المفتوح الممتد على الكوكب، يحتوي النموذج المفضل للفريق على كمية أكبر بكثير من الماء الطحلن ومياه أقل سيولة إلى حد كبير. المادة الذائبة سميكة بما يكفي لتحمل التأخر البالغ 15 ساعة، بينما لا تزال تحتفظ بالمياه التي تسمح لتيتان بالتشوه عندما تسحبها جاذبية زحل.

كيف دعمت إشارات الراديو وفيزياء المختبر نموذج Slush

توصل بيتريكا إلى هذه الاستنتاجات من خلال تتبع ترددات موجات الراديو المرسلة من المركبة الفضائية كاسيني أثناء التحليق القريب من تيتان. أيد جورنو التفسير باستخدام الديناميكا الحرارية. يركز بحثه على كيفية تصرف المياه والمعادن تحت الضغوط الشديدة، وهي معلومات تساعد العلماء على تقييم ما إذا كانت العوالم الأخرى قد تدعم الحياة.

قال جورنو: “الطبقة المائية على تيتان سميكة للغاية، والضغط هائل للغاية، مما يؤدي إلى تغير فيزياء الماء. يتصرف الماء والجليد بطريقة مختلفة عن سلوك مياه البحر هنا على الأرض”.

في مختبره لفيزياء المعادن الباردة الكوكبية في جامعة ويسكونسن، أمضى جورنو وزملاؤه سنوات في تطوير تقنيات لإعادة خلق الظروف الغريبة في التجارب المعملية. وباستخدام هذا العمل، زود فريق بيتريكا بمجموعة بيانات تصف الخصائص الفيزيائية المتوقعة للمياه والجليد في أعماق تيتان.

وقال جورنو: “يمكننا مساعدتهم في تحديد إشارة الجاذبية التي ينبغي أن يتوقعوا رؤيتها بناءً على التجارب التي أجريت هنا في جامعة ويسكونسن”. “لقد كانت مجزية للغاية.”

ماذا يمكن أن يعني هذا بالنسبة للحياة ومهمة اليعسوب

وقال جونز: “إن اكتشاف طبقة ذائبة على تيتان له أيضًا آثار مثيرة للبحث عن الحياة خارج نظامنا الشمسي”. “إنه يوسع نطاق البيئات التي قد نعتبرها صالحة للسكن.”

كانت فكرة وجود محيط واسع تحت الأرض قد حفزت البحث عن الحياة على تيتان، لكن الباحثين يقولون إن الصورة المحدثة يمكن أن تحسن بالفعل فرص اكتشافها. وتشير التحليلات إلى أن جيوب المياه العذبة على تيتان يمكن أن تصل إلى 68 درجة فهرنهايت. وفي الكميات الأصغر من الماء، ستكون أي مواد مغذية أكثر تركيزًا مما لو كانت في محيط شاسع، مما قد يسهل على الكائنات الحية البسيطة أن تنمو.

ولا يتوقع العلماء العثور على أسماك تتحرك عبر قنوات ذائبة. ومع ذلك، إذا كانت الحياة موجودة على تيتان، فقد تشبه الأنظمة البيئية القطبية على الأرض.

Journaux هو جزء من فريق ناسا القادم مهمة اليعسوب إلى تيتانومن المقرر إطلاقه في عام 2028. وستساعد نتائج هذا العمل في تشكيل هذه المهمة، ويأمل جورنو أن تقدم البيانات المستقبلية دليلاً على وجود حياة على الكوكب وإجابة واضحة حول ما إذا كان لدى تيتان محيط.

المرجع: “إن تبديد المد والجزر القوي لتيتان يحول دون وجود محيط تحت السطح” 17 ديسمبر 2025، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-025-09818-x

ومن بين المؤلفين المشاركين ستيفن د. فانس، ومارزيا باريسي، وداستن بوتشينو، وجايل كاسيولي، وجولي كاستيلو-روجيز، ومارك بانينج، وجوناثان لونين من وكالة ناسا؛ برينا جي داوني في معهد أبحاث الجنوب الغربي؛ فرانسيس نيمو وغابرييل توبي من جامعة نانت؛ وأندريا ماجنانيني من جامعة بولونيا؛ أمير حسين باقري من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وأنطونيو جينوفا من جامعة سابينزا في روما.

تم تمويل هذا البحث من قبل وكالة ناسا والمؤسسة الوطنية السويسرية للعلوم ووكالة الفضاء الإيطالية.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.