رمز و رازهای تایتان، بزرگ‌ترین قمر زحل

دنیایی را تصور کنید که دریاچه‌هایی از متان در سطح آن وجود دارد، جوی غلیظ پیرامون آن را فرا گرفته و احتمالا زیر پوسته‌ی یخی آن اقیانوسی از آب مایع جای گرفته است. چنین دنیای جذابی نه به دور ستاره‌ای دوردست بلکه در منظومه شمسی خودمان جای گرفته است؛ قمر تایتان، بزرگ‌ترین قمر سیاره زحل، که یکی از جذاب‌ترین اجرام منظومه شمسی است.

زمانی گه هویگنس در سال ۱۶۵۵ قمر تایتان را کشف کرد هیچ تصوری از آن‌چه در این قمر دوردست منظومه شمسی می‌گذرد نداشت. اما بیش از ۳۰۰ سال بعد بود که در ماموریت کاسینی و هویگنس شناخت ما از این قمر متحول شد. در این ماموریت قمر تایتان با دقت زیر نظر گرفته شد و فضاپیمای کاسینی کاوشگر هویگنس را به سطح تایتان ارسال کرد تا گنجینه‌ای از اطلاعات علمی ارزشمند از تایتان به دست دانشمندان برسد. پس از یافته‌های مهم ماموریت کاسینی ناسا و سازمان فضایی اروپا تصمیم گرفتند تا در ماموریت‌های جداگانه‌ای به بررسی این قمر جذاب سیاره زحل بپردازند. یکی از جذاب‌ترین ماموریت‌های پیشنهادی ارسال پهپاد به تایتان و پرواز در آسمان این قمر است. ماموریتی که دراگون‌فلاینام گرفته و ناسا آن را طراحی و اجرا می‌کند.

در این مقاله مروری می‌کنیم بر شگفتی‌های این قمر و مسائلی که دانشمندان را بر آن داشته تا قمر تایتان را با دقتی بیش از پیش کاوش کنند.

جو غلیظ تایتان

تصویر فضاپیمای کاسینی از جو غلیظ قمر تایتان. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

تایتان تنها قمر منظومه شمسی است که جوی غلیظ پیرامون آن را فراگرفته است. جوی آن‌قدر غلیظ که اجازه‌ی دیده شدن سطح این قمر را در نور مرئی نمی‌دهد. جو تایتان بیشتر از نیتروژن و متان تشکیل شده است. نکته‌ی دیگری که تایتان را به قمری منحصر به فرد تبدیل می‌کند بارش متان از جو بر سطح آن است. به عبارتی در تایتان هم باران می‌بارد، اما بارانی از متان و نه آب.

در کنار متان و نیتروژن مقدار بسیار کمی از مواد دیگری همچون اکسیژن و دی‌اکسید کربن نیز در جو تایتان وجود دارد. البته مقدار دقیق این مواد در جو تایتان هنوز برای دانشمندان مشخص نیست. علاوه بر این سوالات بی‌پاسخ دیگری نیز درباره‌ی جو تایتان وجود دارد. بادهای شدید در تایتان یکی از این رازها است. سرعت باد در تایتان به حدود ۴۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد.

شگفتی‌های سطح و زیر سطح تایتان

داده‌های کاسینی و هویگنس نشان دادند که در سطح تایتان دریاچه، رودخانه و یک چرخه‌ی کامل هیدرولیکی وجود دارد. هر چند که در این چرخه هیدرولیکی آب نقشی را ایفا نمی‌کند و منظور چرخه متان در سطح این قمر است.

تصویر راداری فضاپیمای کاسینی از دریاچه‌های تایتان. Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

یکی دیگر از شگفتی‌های تایتان تپه‌های ریگ روان آن است. چگونگی شکل‌گیری این تپه‌ها هنوز به طور دقیق مشخص نیست اما نظریه‌هایی بر پایه داده‌های کاسینی برای پاسخ به این سوال ارائه شده‌اند که حاکی از نقش جو تایتان، باران و باد در شکل‌گیری این تپه‌ها است.

اما در زیر سطح تایتان نیز شگفتی‌های فراوانی وجود دارد. اخترشناسان در داده‌های فضاپیمای کاسینی شواهدی مبنی بر وجود یک اقیانوس سراسری از آب مایع در زیر پوسته‌ی یخی این قمر پیدا کرده‌اند. اقیانوسی که ممکن است شرایط مناسبی برای شکل‌گیری حیات داشته باشد.

طرحی گرافیکی از یکی از سناریوهای احتمالی از ساختار درونی قمر تایتان. Credit: A. Tavani

حیات در تایتان؟

شرایط فعلی تایتان بی‌ شباهت به دوران ابتدایی شکل‌گیری حیات در زمین نیست. بنابراین می‌توان این قمر را محلی نسبتا مناسب برای شکل‌گیری حیات دانست. هر چند که فاصله‌ی زیاد تایتان از خورشید و دمای بسیار پایین سطح این قمر شرایط را تا حدودی سخت می‌کند. دمای سطح تایتان به منفی ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد که برای حیات مناسب نیست. با این حال ممکن است در گذشته و برای مدتی شرایط مناسبی برای شکل‌گیری موجودات زنده در این قمر مهیا بوده باشد که شاید بتوان اکنون نشانه‌هایی را از آن مشاهده کرد. هر چند که اگر حیات در این قمر وجود داشته باشد احتمالا با آن‌چه در زمین می‌بینیم بسیار متفاوت خواهد بود.

در هر حال دریاچه‌های متان روی سطح و اقیانوس آب مایع زیر سطح تایتان هر کدام ویژگی‌های جذابی دارند که توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. بدون شک بررسی بیشتر این قمر جذاب سیاره زحل در ماموریت‌های پیش رو به حل برخی از رازهای این قمر کمک خواهد کرد.