انکلادوس، قمر یخی کوچک زحل، نوعی حرکت دورانی دارد که مواد کم‌چگال را در قطبین سیاره متمرکز می‌کند

 

 

نتایج بررسی‌های سیاره‌شناسان نشان می‌دهد جهت‌گیری انکلادوس، قمر یخی زحل، نسبت به محور دوران خود تغییر کرده است و این قمر آن‌قدر چرخیده تا منطقه کم‌چگالی را در قطب جنوب پدید آورد. این فرآیند بازجهت‌گیری می‌تواند داده‌های ارسالی فضاپیمای کاسینی را توضیح دهد. کاسینی فواره‌ها و جت‌هایی از یخ را در قطب جنوب این قمر به تصویر کشیده بود که نشان می‌داد چشمه‌هایی از آب جوشان در سطح این قمر وجود دارد.

فرانسیس نیمو، استادیار علوم زمین‌شناسی دانشگاه کالیفرنیا در سانتاکروز در مورد این تصویر کاسینی می‌گوید: وقتی تصاویرکاسینی را دریافت کردیم، بسیار شگفت‌زده شدیم که این نقطه داغ چیست و چرا در قطب جنوب قمر واقع شده‌است. حدس اولیه ما این بود که این‌ها چشمه‌های آب‌گرم هستند و از آغاز در قطب سیاره قرار نداشته‌اند. بنابراین سعی کردیم بفهمیم چه شده است که این چشمه‌ها سر از قطب جنوب این قمر درآورده‌اند.

نیمو و همکارش، رابرت پاپالاردو از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، پیشنهاد کرده‌اند فرآیندی بازچرخشی در داخل قمر در جریان است که در آن، ماده‌ای داغ با چگالی پایین به سطح انکلادوس فوران می‌کند. به‌نظر آنها این فرآیند در دیگر قمرهای کوچک منظومه شمسی نیز مانند میراندا (قمر اورانوس) وجود دارد.

این دو پژوهشگر در مقاله خود که در آخریم شماره نشریه نیچر منتشر شده‌است، اثرات یک حباب با چگالی پایین را در زیر سطح انکلادوس محاسبه کرده‌اند و نشان داده‌اند که این حباب، قمر را آن‌قدر دوران می‌دهد تا در یکی‌ از قطبین سیاره قرار بگیرد. سیارات، قمرها و دیگر اجسام گردان، زمانی بیشترین پایداری دورانی را دارند که بیشتر جرمشان در نزدیکی استوا متمرکز شده‌باشد. هرگونه توزیع جدید جرم در این اجسام سبب می‌شود حرکت دورانی جسم به‌شکلی تغییر کند  که مواد چگال‌تر در نزدیکی استوا متمرکز شوند و نواحی کم‌چگال در قطبین که بیشترین فاصله را از استوا دارند، قرار بگیرند. این حرکت دورانی حول محور دوران وضعی انجام می‌شود.

وجود این ماده داغ و کم‌چگال هم‌چنین می‌تواند شار حرارتی بسیار زیاد و عوارض سطحی دیده شده در قطب جنوب انکلادوس را توضیح دهد. این عوارض سطحی فقط شامل چشمه‌های فورانگر آب‌گرم نیستند، بلکه الگوهایی شبیه به اثر پنجه ببر نیز دیده می‌شوند که به‌نظر می‌رسد مناطق تسلیم‌شده در برابر تنش‌های تکتونیکی لایه‌های سطحی قمر هستند. قطب جنوب انکلادوس گرم‌تر از دیگر نقاط سطح قمر است و خطوط پنجه‌ببری هم از دیگر نواحی اطراف داغ‌ترند. این بدان معنی‌است که در زیر این سطح، ماده‌ای داغ متمرکز شده‌است که خود، تاییدی بر پیشنهاد نیمو و پاپالاردو است.

این دو پژوهشگر حدس می‌زنند گرمایش داخلی انکلادوس به مدار بیضوی کشیده‌اش به‌دور زحل مرتبط است. این قمر در طول حرکت به‌دور زحل، تغییرات شدید نیروی گرانشی را تحمل می‌کند. نیروهای جزرومدی این قمر را تحت کشش و فشار قرار می‌دهند و بدین‌ترتیب، انرژی مکانیکی را به انرژی گرمایی درون قمر تبدیل می‌کنند.

این حباب فورانی می‌تواند درون پوسته یخی یا هسته سنگی قمر قرار داشته باشد. درهر دو حالت، نیروهای جزرومدی آن‌را گرم می‌کنند، ماده منبسط می‌شود، چگالی‌اش کاهش می‌یابد و به سطح قمر فوران می‌کند.

این فرآیند بازچرخشی رویدادهای دیگری را نیز پیش‌بینی‌ می‌کند که با آزمودن آنها می‌توان درستی این مدل را بررسی کرد. مثلا در حالت معمولی، نیم‌کره‌ای که رو به جهت حرکت قمر است، باید گودال‌های برخوردی بیشتری نسبت به نیم‌کره تعقیب‌کننده داشته‌باشد. اما اگر قمر دوران کرده باشد، توزیع گودال‌های برخوردی هم باید نشانه‌هایی از دوران را داشته باشد. هم‌چنین وجود ماده کم‌چگال باید اثر اختلالی قابل مشاهده‌ای را در میدان گرانشی قمر برجای بگذارد.

دانشمندان امیدوارند با برنامه‌ریزی دقیق ملاقات‌های بعدی کاسینی با قمر انکلادوس، این پیش‌بینی‌ها را آزمایش کنند.

 

 

 

شرح عکس:  این طرح گرافیکی، ساختار داخلی انکلادوس را نمایش می‌دهد. ماده گرم و کم‌چگال از داخل قمر به سطح آن جریان می‌یابد. این ماده می‌تواند درون پوسته یخی (ماده زردرنگ) یا درون هسته سنگی قرار داشته‌باشد (ماده قرمزرنگ). به‌نظر می‌رسد این ماده کم‌چگال سبب شده‌است انکلادوس به‌شکلی دوران کند که این ناحیه در قطب جنوب قرار بگیرد. 

 

عکس از موسسه علوم فضایی،JPL ، ناسا

 

منبع خبر : SpaceFlightNow.com 

نویسنده : ذوالفقار دانشی

 

نقل از پارس اسکای