في عام 2005 ، أعطتنا المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا عرضًا مذهلًا لإنسيلادوس الذي يشق نوافير بخار الماء والجليد. أصبح إنسيلادوس الآن في دائرة الضوء مرة أخرى باعتباره القمر الوحيد في المجموعة الشمسية المعروف بأنه يساهم بشكل كبير في كيمياء الكوكب الأصلي.
في وقت سابق من هذا العام ، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية أن مرصد هيرشل الفضائي التابع لها لاحظ وجود كمية كبيرة من بخار الماء حول زحل ، والذي نشأ على ما يبدو من إنسيلادوس. يمتد عبر ما يقرب من 600000 كيلومتر ويمتد إلى عمق حوالي 60.000 كيلومتر ، ولكن أكثر من حجمه هو ما يبدو أنه يفعله ... إضافة الماء إلى الغلاف الجوي العلوي لزحل. نظرًا لأن البخار لا يمكن اكتشافه عند أطوال موجية مرئية ، فقد جاءت هذه الملاحظة ككشف عن نطاق هيرشل.
قال بول جولدسميث ، عالِم مشروع ناسا هيرشل في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، باسادينا ، كاليفورنيا: "تقدم هيرشل معلومات جديدة مثيرة عن كل شيء بدءًا من الكواكب في نظامنا الشمسي إلى المجرات التي تبعد مليارات السنين الضوئية".
في حين أن مراقبة Herschel بالأشعة تحت الحمراء جديدة ، فإن مؤشر تورّد بخار حول زحل ليس كذلك. كانت مهمتا فوييجر وهابل في وكالة ناسا قد أعطتا أدلة لعلماء الفلك في الماضي. في عام 1997 ، استشهد مرصد الفضاء بالأشعة تحت الحمراء التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بالماء في جو زحل ، وبعد ذلك بعامين أكد القمر الصناعي الفلكي الموجي الفلكي التابع لناسا مرة أخرى. لكن هذا التأكيد أضاف إلى اللغز فقط. المياه الموجودة في مستويات السحب المنخفضة في زحل لا يمكن أن ترتفع بعد السطح البارد والأعلى ... لذا من أين أتت المياه؟ جاءت الإجابة في شكل ملاحظات هيرشل وبعض نماذج الكمبيوتر الذكية للغاية.
"المدهش هو أن النموذج ، الذي يعد تكرارًا واحدًا في سلسلة طويلة من النماذج السحابية ، تم بناؤه دون معرفة الملاحظة." يقول تيم كاسيدي ، باحث حديث بعد الدكتوراه في مختبر الدفع النفاث ، وهو الآن في مختبر جامعة كولورادو للفيزياء الجوية والفضائية بولدر. "كان أولئك منا في مجتمع النمذجة الصغير يستخدمون بيانات من كاسيني وفوييجر وتلسكوب هابل ، إلى جانب الفيزياء الراسخة. لم نتوقع مثل هذه "الصور" التفصيلية للحيد ، والمباراة بين النموذج والبيانات كانت مفاجأة رائعة ".
من خلال هذه المحاكاة ، افترض الباحثون أن الكثير من الماء في الحيد تم فقده ببساطة إلى الفضاء وأن البعض يسحبه الجاذبية لإضافة مادة إلى حلقات زحل. ومع ذلك ، فإن النسبة 3-5٪ التي أعادت إلى جو زحل هي الأكثر إثارة للاهتمام. ما مقدار بخار الماء الموجود؟ بفضل الجمع بين المعلومات من كل من Herschel وأداة التصوير فوق البنفسجي (UVIS) على متن المركبة الفضائية كاسيني ، علمنا أنه يتم إخراج حوالي 12000 كجم من إنسيلادوس كل دقيقة. هل يمكنك أن تتصور كم سيزيد ذلك في فترة عام ... أو أكثر ؟!
قال كاسيدي: "من خلال قياسات هيرشيل للحيد من عام 2009 وعام 2010 ونموذجنا السحابي ، تمكنا من حساب معدل مصدر بخار الماء القادم من إنسيلادوس". "إنه يتفق بشكل وثيق مع نتائج UVIS ، التي استخدمت طريقة مختلفة تمامًا."
قال كاندي هانسن ، عضو فريق العلوم في كاسيني أوف إن آي إس ، من معهد علوم الكواكب ، توكسون ، أريزونا: "يمكننا رؤية الماء يغادر إنسيلادوس ويمكننا اكتشاف المنتج النهائي - الأكسجين الذري - في نظام زحل". لتتبع أين تذهب في هذه الأثناء. "
تضيف نسبة صغيرة إلى بعض الأعداد الكبيرة الجسيمة ، وتؤثر جزيئات الماء من الحيد في الغلاف الجوي لزحل إلى حد كبير من خلال المساهمة في الهيدروجين والأكسجين.
قال هانسن: "عندما يتدلى الماء في الحيد ، فإنه يخضع للعمليات التي تفكك جزيئات الماء ، أولاً للهيدروجين والهيدروكسيد ، ثم يتفكك الهيدروكسيد إلى الهيدروجين والأكسجين الذري". ينتشر هذا الأكسجين من خلال نظام زحل. "اكتشفت كاسيني الأكسجين الذري عند اقترابها من زحل ، قبل أن تدخل إلى المدار. في ذلك الوقت ، لم يكن أحد يعرف من أين أتت. نحن نفعل الآن ".
مرت أيام قليلة بحيث لا نتعلم شيئًا جديدًا حول النظام الشمسي وأعماله الداخلية. بفضل الملاحظات مثل تلك التي قام بها مرصد Herschel للفضاء ومهمات مثل Cassini-Huygens ، نحن قادرون على فهم الديناميكيات الكامنة وراء الجمال ... وكيف يمكن للاعب الصغير أن يلعب دورًا رئيسيًا.
قال هانسن: "إن التأثير العميق لهذا القمر الصغير إنسيلادوس على زحل وبيئته مذهل".
مصدر القصة الأصلي: بيان صحفي JPL.
