دریاچه‌ای آنجاست؛ ده‌ها میلیون فرسنگ آن‌سوی زمین!

احسان سنایی

زحل از ابتدا عجیب بود. اول آن حلقه‌های سحرآمیزش از جهانی مرموز و زیبا برای رصدگرانِ نخستین حکایت می‌کرد و بعدها تک‌تک اعضای خانواده‌ی شلوغش بودند که زبده‌ترین سیاره‌شناسان را هم در توضیح ویژگی‌های مرموزشان عاجز می‌کردند. این سیاره، خود منظومه‌ای کوچک است.

اگر بخواهیم از میان اقمار ۶۱ ‌گانه‌ی آن، شبیه‌ترین نمونه را به زمین معرفی کنیم؛ بی‌شک آن قمر، عضو ارشد این خانواده، یعنی «تایتان» خواهد بود؛ قمری زرد و مه‌آلود و سرد، که شمال تا جنوبش از ابر و رود و دریاچه آکنده است؛ دریاچه‌هایی پر از هیدروکربن‌های سیّال که چندی پیش، یکی از آن‌ها مستقیماً از حضور خود سخن گفت.

تصویری در نور مرئی و با رنگ طبیعی از قمر تایتان، که توسط فضاپیمای کاسینی در شانزدهم آوریل 2005 تهیه شده است / NASA/JPL

از زمانی‌که فضاپیمای ۳.۲ میلیارد دلاری کاسینی در ژوئیه‌ی ۲۰۰۴ خود را میهمان خانواده‌ی زحل کرد، محقّقین همواره در انتظار مدرک قانع‌کننده‌ای در خصوص وجود یا عدم وجود دریاچه‌های هیدروکربنی بر سطح تایتان؛ دومین قمر بزرگ منظومه‌ی شمسی‌مان بودند¹.

در روز ۲۲ ژوئیه‌ی ۲۰۰۶، کاسینی با پرواز بر فراز نیمکره‌ی شمالی این قمر و نقشه‌برداری راداری از آن، متوجه وجود عوارض مسطح و پهناوری شد که پنج ماه بعد، دانشمندان این تصاویر را مدرک مسلّمی دال بر وجود دریاچه‌های هیدروکربنی تایتان خواندند. این دریاچه‌ها، مجموعاً در حدود ۰.۰۰۲ تا ۰.۰۲ درصد از کل سطح قمر را پوشانیده‌اند.

در بیست و سوم مارس ۱۶۵۵، ستاره‌شناسی هلندی به نام «کریستین هویگنس»، با استفاده از تلسکوپی که با کمک برادرش، «کنستانتین» آن را طراحی کرده و ساخته‌ بود، موفق به کشف قمر تایتان شد.

گرداگرد این قمر، جو ضخیمی متشکل از ۹۸.۴ درصد نیتروژن و ۱.۶ درصد متان موجود است که تراکم بیش‌از‌اندازه‌ی آن، از عبور نور مرئی و مشاهده‌ی مستقیم عوارض سطحی قمر ممانعت می‌کند.

تایتان، تنها جرم غیر‌سیاره‌ایِ منظومه‌ی ماست که جوی مستقل، متراکم و باثبات دارد؛ جوی که فشار سطحی قمر را به ۱.۵ برابر فشار جو زمین رسانیده است. کاسینی، نخستین فضاپیمایی بود که با آشکارسازهای مادون قرمز و رادیویی‌اش موفق به نفوذ در این جو و تصویربرداری مستقیم از سطح تایتان شد.

در فوریه‌ی ۲۰۰۷، دوربین‌ها و رادارهای فضاپیما با بررسی دایره‌ی قطبی شمال تایتان، از وجود دریاچه‌ای به وسعت یکصدهزار کیلومتر مربع و دریاچه‌ی دیگری به ابعاد تقریبی دریاچه‌ی خزر در نزدیکی آن خبر می‌دادند.

در اکتبر همان سال نیز این رصدها مجدداً برای قطب جنوب قمر انجام پذیرفت و وجود عوارض مشابه اما کوچک‌تری در آنجا نیز مورد تأیید سیاره‌شناسان قرار گرفت. تا چندی پیش اما، نیمکره‌ی شمالی تایتان که میزبان اکثر دریاچه‌های سطح این قمر است، در پرده‌ی سیاه زمستانِ زحل خفته بود و نمی‌شد آن را مورد بررسی بیشتر قرار داد.

فصل‌ها تغییر کرد و آرام‌آرام نور آفتاب بر پهنه‌ی نیمه‌ی شمالی قمر پدیدار گشت. هشتم ژوئیه‌ی سال جاری، کاسینی با قرار گرفتن در موقعیتی ویژه، به طور کاملاً تصادفی موفق به ثبت نمای بی‌نظیری از بازتاب نور طلایی‌رنگ آفتاب، از سطح صیقلی یکی از دریاچه‌های تایتان شد و آن را به زمین مخابره کرد. این تصویر، هفته‌ی گذشته در جریان نشست فصل پاییز «اتحادیه‌ی ژئوفیزیک آمریکا» در سان‌فرانسیسکو، به نمایش عمومی درآمد.

«باب پاپالاردو»؛ یکی از پژوهش‌گران حاضر در پروژه‌ی کاسینی می‌گوید: «فقط همین تصویر، درخصوص قمر تایتان بسیار با ما سخن می‌گوید؛ از جوی ضخیم، دریاچه‌های سطحی و البته یک سیمای فرازمینی. این تصویر، یکی از تصاویر انگشت‌نمای کاسینی است».

تصویری راداری با رنگ‌آمیزی کاذب از دریاچه‌های سطحی قمر تایتان که در بیست و دوم ژوئیه‌ی 2006، توسط کاوشگر کاسینی تهیه شد. عرض منطقه‌ی پوششی، در حدود یکصد و چهل کیلومتر است و کوچکترین عوارضی که در این تصویر مشخص‌اند، ابعادی در حدود 500 متر دارند. عوارض سیاه‌رنگ و بی‌شکل موجود در درون ناحیه‌ی پوششی، دریاچه‌های تیتان‌اند و حواشی سیاه‌رنگ دو طرف عکس، نواحی‌ای است که توسط کاسینی مورد نقشه‌برداری قرار نگرفته است /NASA/JPL/USGS

وی معتقد است آنچه کاسینی در لحظه‌ای خاص از دریچه‌‌ی دوربین‌های مرئی و مادون قرمزش دید و به تصویر کشید، آمیزه‌ای ناسازگار از پدیده‌های مختلف همچون جو و دریاچه است که تاکنون آن‌ها را تنها در زمین خودمان دیده بودیم. ویژگی‌های منحصربفرد تایتان و مشابهت فراوان آن با زمین، سال‌هاست که ذهن دانشمندان را معطوف به خود داشته است.

در حدود دو دهه است که صاحب‌نظران معتقدند سطح سرد تایتان²، میزبان دریاها یا دریاچه‌های هیدروکربنی است و همین امر این قمر را تنها عضوی از منظومه‌ی ‌شمسی ما به جز زمین کرده که در آن، دریاچه‌های پرشده از مواد مایع را می‌توان یافت.

هر چند از میان این گفته‌ها، تاکنون وجود «دریاهای هیدروکربنی» به اثبات نرسیده است. اما در سال ۲۰۰۸ بود که دانشمندان کاسینی، از حالت مایع مواد موجود در دریاچه‌ی «اونتاریو لاکوس»؛ بزرگترین دریاچه‌ی نیمکره‌ی جنوبی این قمر خبر دادند. با این حال هیچ نمی‌دانیم چرا نیمه‌ی شمالی تایتان از دریاچه‌های بیشتری انباشته شده است.

در سال ۲۰۰۳ و یک‌ سال پیش از ملاقات کاسینی با زحل، برقی از نور در امواج رادیویی از سمت عرض ۲۶ درجه جنوب تایتان توسط رادیوتلسکوپِ غول‌پیکر آرسیبو در پورتوریکو تشخیص داده شد که احتمال می‌رفت بازتاب نور آفتاب از سطح صاف یک دریاچه باشد؛ اما در آن‌زمان ابزاری برای تأیید این گفته موجود نبود.

«کاترین اشتفان» از مرکز هوا-فضای آلمان (DLR) در برلین و از اعضای تیم «طیف‌سنج نقشه‌برداری مرئی و مادون قرمز کاسینی» (VIMS)؛ نخستین کسی بود که در دهم ژوئیه سال جاری، از برق نور آفتاب موجود در تصویر کاسینی مطلّع گردید. او می‌گوید:

«من فوراً جا خوردم؛ چراکه این برق نور، مرا به یاد تصویری از سیاره‌ی خودمان می‌انداخت که از مدار زمین تهیه شده بود و بازتاب نور خورشید از یک اقیانوس را نشان می‌داد. اما ما می‌بایست بیشتر بر روی آن کار کنیم تا مطمئن شویم آیا منشأ این نور، یک صاعقه یا یک آتشفشان فعّال نباشد».

بازتاب نور خورشید از لبه‌ی جنوبی دریاچه‌ی کراکن میر، از نگاه دوربین‌های مرئی و مادون قرمز کاوشگر کاسینی که در تاریخ هشتم ژوئیه‌ی 2009 تهیه شده است / دانشگاه آریزونا/NASA/JPL/DLR

تیمی از سوی دانشگاه آریزونا در توسکان، بارها و بارها تصویر مورد نظر را مورد بررسی قرار داده و نهایتاً موفق شدند منشأ چنین درخششی را به بازتاب نور خورشید از خطوط ساحلی جنوب دریاچه‌ی «کراکن مِیر» (Kraken Mare) نسبت دهند. این دریاچه‌ی پهناور، مساحتی بالغ بر ۴۰۰ هزار کیلومتر مربع دارد و می‌توان گستره‌ای بزرگتر از دریاچه‌ی خزر را که بزرگترین دریاچه‌ی زمین به حساب می‌آید؛ در آن جای داد.

به‌علاوه، دانشمندان از مقایسه‌ی‌ تصویر مزبور با تصاویر راداری و مادون قرمزی که از سال ۲۰۰۶ تاکنون از این دریاچه تهیه شده بود؛ دریافتند که خطوط ساحلی «کراکن میر»، در طول سه سال گذشته باثبات بوده و چرخه‌ی هیدرولوژیکی خاصّی در این قمر جاری است که مایعات را مابین سطح و آسمان تایتان جابه‌جا می‌کند؛ مایعاتی که به جای آب، هیدروکربن‌هایی همچون متان و اتان مایع‌اند. «رالف ژامَن»، سرپرست دانشمندان کاسینی در DLR می‌گوید:

«این نتایج به ما نشان داد که تایتان در منظومه‌ی ما تا چه حد یگانه‌ و بی‌نظیر است. این‌ها همچنین به ما نشان دادند که مایعات، دارای قدرتی همه‌منظوره برای شکل‌دهی سطوح زمین‌شناختی‌ هستند؛ مهم نیست این مایعات از چه جنسی باشند».

پاورقی:

۱- قطر تایتان، ۵۱۵۲ کیلومتر است و پس از قمر گانیمد در خانواده‌ی مشتری، دومین قمر بزرگ منظومه‌ی ما به حساب می‌آید. تایتان حتی از سیاره‌ی عطارد هم بزرگتر است و اگر به گرد زحل نمی‌چرخید، خود یک سیاره‌ی سنگی محسوب می‌شد.

۲- دمای سطحی قمر تایتان، ۱۷۹.۵- درجه‌ی سانتیگراد است.