با 9 خدمت بی نظیر فضاپیمای کاسینی به اخترشناسان آشنا شوید

فضاپیمای کاسینی (Cassini) پس از سال ها گردش به دور سیاره زحل و بررسی قمرهای آن، دیروز سفر بی بازگشتی را به سمت اتمسفر زحل پیمود و آخرین مأموریتش که به «پایان بزرگ» معروف است را انجام داد. ارتباط این کاوشگر در ساعت 16:25 دقیقه جمعه به وقت تهران با زمین قطع شد.

زحل، دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی و ششمین سیاره نزدیک به خورشید، با 53 قمر تأیید شده و کمربند زیبای خود یک نمونه بسیار عجیب است. سال ها پیش کاسینی سفر طولانی خود به منظور اکتشاف زحل را آغاز نمود. این فضاپیمای 3.4 میلیارد دلاری 14.16 میلیون کیلومتر در فضا حرکت کرده تا در نهایت به مقصد خود رسیده است.

به لطف این فضاپیما، بزرگترین قمر زحل «تایتان» (Titan) و جریان گاز متان که به شکل باران بر اقیانوس های هیدروکربنی عظیم آن در حال فرود است را دیده ایم، قمر کوچک یخی «انسلادوس» (Enceladus) به همراه 101 حفره که صدها لیتر یخ و مولکول های هیدروژن را از بستر اقیانوس خود به بیرون پخش می کند را نظاره کرده ایم و همین اطلاعات موجب شده وجود حیات در انسلادوس محتمل باشد.

مهم تر از همه اینکه در طول این سال ها کاسینی امکان بررسی دقیق تر جو و مکانیسم کلی زحل را برای ما فراهم آورده است. در ادامه 9 مورد از هیجان انگیز ترین اکتشافات مأموریت کاسینی را بررسی می کنیم:

فرود ماهواره Huygens روی سطح تایتان

در سال 2005 کاسینی یک رویداد تاریخی را رقم زد؛ این سفینه، ماهواره «هویجنس» (Huygens) را به سطح «تایتان» یکی از ماه های زحل، ارسال کرد و این برای اولین بار بود که یک ماهواره روی قمر یک سیاره دیگر به قصد اندازه گیری دمای آن فرود می آمد.

اطلاعاتی که از این فرود به دست آمد، نشان داد با وجود اینکه جو این قمر مملو از بنزن است و دریاچه های حاوی متان در آن به وفور وجود دارند، ولی در واقع تایتان شباهت های بسیاری با زمین دارد.

دره های مملو از متان مایع در تایتان

تایتان در مقایسه با زمین بسیار سردتر است. سطح این قمر دمایی در حدود منفی 173 درجه سانتی گراد دارد. برخی از نقاط سطح آن با متان مایع پوشیده شده که مانند گدازه های روان، در حرکت بوده و رودها، دریاچه ها و حتی دریاهایی را روی سطح آن ایجاد می کنند.

این فرایند حرکت هیدروکربن ها که بسیار شبیه به حرکت آب روی زمین است «چرخه هیدرولوژیکی» نام دارد. از سوی دیگر جریان های متان که به سمت بالا حرکت می کنند، به صورت باران بر سطح این قمر فرود می آیند.

کاسینی از رادارها و تجهیزات نوری مختلفی بهره می برد که به لطف آنها مشخص شد مکانی که دریاچه شمالی تایتان در آن قرار گرفته، بیشترین شباهت را به زمین دارد. دانشمندان پروژه کاسینی اعلام کرده اند که شرایط این دریاچه ها می تواند بر اساس تغییر فصلی که در تایتان رخ می دهد، عوض شود.

ساختارهای زنده تایتان

بسیار شبیه به ویژگی های زمین شناسی سیاره ما، بررسی های کاسینی نشان داده که دریاچه های این قمر روزی بزرگتر از اندازه فعلی بوده اند. ولی تبخیر آنها موجب پدید آمدن صفحه های نمکی شده است. البته فیلم هایی که فضاپیما ارسال کرده نشان می دهد که این صفحه های نمکی شکل، در واقع مولکول های ارگانیکی هستند که سطح قمر را پوشانده اند و برخی از این مولکول های پیچیده به صورت محلول هایی در متان هستند که با تابیده شدن نور خورشید چنین ساختارهای ارگانیک یا به عبارتی اجزای حیات در فضا را به وجود می آورند.

مشاهده هایپریون

در میان قمرهای زحل، «هایپریون» (Hyperion) یکی از منحصر به فرد ترین آنهاست. این قمر با پوششی از متان یا آب یخ زده پوشیده شده. وقتی کاسینی در سال 2005 از فراز آن عبور نمود، با تشعشعات الکترونی برخورد نمود که از سطح قمر متصاعد می شدند.

سطح پر گرد و غبار هایپریون بسیار شبیه به ماه خودمان است. همان طور که می دانید ماه ما، همواره تحت تأثیر میدان الکترومغناطیسی زمین قرار گرفته و از نظر الکتریکی باردار شده. هایپریون نیز به همین طریق باردار گشته و همین مسئله موجب می گردد گرد و غبار روی سطح قمر که باردار شده اند، روی آن باقی مانده و از قمر جدا نشوند.

جریان های ساطع شده از انسلادوس

اطلاعات به دست آمده نشان داده که انسلادوس، ششمین قمر بزرگ زحل، دارای آب است. بر این اساس مشخص شده که بیش از 100 حفره در قطب جنوب آن وجود دارد که هیدروژن، بخار آب و یخ را به بیرون پرتاب می کند.

همچنین بر مبنای تحقیقات، سطح پوسته انسلادوس توسط یخی به قطر حدود 48 کیلومتر پوشیده شده و در بخش زیرین آن نیز حدود 10 کیلومتر آب وجود دارد. محققان همچنین احتمال می دهند که گرانش بسیار قوی که زحل بر انسلادوس اعمال می کند، موجب گرم شدن هسته داخلی این قمر می گردد.

موج های عجیب کمربند دوم

کمربند ویژه زحل شامل 7 بخش متفاوت است. هر کدام از آنها از تعداد بی شماری تکه های بخارات آب یخ زده تشکیل شده است. این تکه ها به کوچکی یک قطره باران یا بزرگتر از آن هستند و در شرایط مشخص می توانند موجب رفتارهای خاص کمربندها شوند.

نکته عجیب اینجاست که به ازای هر یک بار گردش قمر «جانوس» (Janus) به دور زحل، این کمربند دو بار چرخش کرده و همین موضوع یک رزونانس در مدار اطراف زحل ایجاد می کند که موجب مواج شدن کمربند سریع دوم می گردد. این اتفاق، دقیقاً مشابه حرکت کهکشان های چرخشی است.

ساختارهای عمودی حلقه های زحل

30 سال زمینی طول می کشد تا زحل یک بار به دور خورشید بچرخد و 15 سال از این مدت، سیاره در محدوده دید اخترشناسان نیست. به علت شیب نسبی سیاره نور خورشید به جای برخورد مستقیم با کمربندها، به لبه های آنها برخورد می کند. در پی این اتفاق محققان می توانند تمرکز تحقیقات خود را بر ساختار عمودی کمربند ها معطوف نمایند.

در سال 2009 کاسینی در یک موقعیت عالی قرار گرفت و به اخترشناسان ناسا کمک کرد که به واسطه زاویه دید، ترکیب جایگاه کمربندها را از طریق سایه ای که در حرکت از خود به جا می گذارند، بررسی نمایند.

توفان قدرتمند شمالی

مشتری تنها سیاره گازی نیست که توفان های عظیم در آن جریان دارد. زحل نیز مستعد توفان است ولی در این سیاره این اتفاق با تناوب تقریباً مشخص انجام می گیرد. در سال 2010 کاسینی با خوش شانسی، شروع یک توفان شمالی عظیم در زحل را رصد نمود؛ اتفاقی که ممکن است هر 10 تا 30 سال یکبار رخ دهد.

تنها چند ماه بعد، توفان در یک خط افقی به سرتاسر سیاره گسترش یافت و مولکول های سطح زحل را آنچنان به سمت بالا پرتاب کرد که قبل از این تا به حال از نزدیک مشاهده نشده بود. در پی این واقعه به طور موقت دمای سیاره نیز به حداکثر مقداری که تا آن زمان اندازه گیری شده بود افزایش پیدا کرد. سپس توفان با همان سرعتی که شروع شده بود پایان یافت و سطح زحل مجدداً به وضعیت پایدار قبلی خود بازگشت.

طوفان های شش ضلعی در قطب شمال

آیا تصور می کنید طوفان های هاروی و ایرما بسیار قدرتمند هستند؟ کافیست نگاهی به نمونه های قطب شمال زحل بیندازید تا نظرتان عوض شود. در این سیاره طوفان هایی 50 برابر قوی تر از  آنچه در زمین می بینیم اتفاق می افتد که جریان های قوی کناره های آن به شکل 6 ضلعی هستند. قسمت های صورتی نیز گردبادهایی هستند که بزرگترین آنها به اندازه دو برابر یک طوفان رده 5 در روی زمین هستند.