לא מהעולם הזה: נחשף הסוד של הכוכב במערכת השמש שלנו

חדשות. עדכונים. מבצעים ✈️ פספורטניוז ב-WhatsApp >> וב-Telegram >>

מחקר חדש של נאס״א חושף: ייתכן שב-טיטאן, הירח הגדול ביותר של כוכב שבתאי, אין אוקיינוס מים.

מנתונים שאספה החללית Cassini של נאס"א עולה כי ייתכן שהירח של שבתאי מורכב במקום זאת, משכבות של קרח רטוב (סלאש) עם כיסים מבודדים של מים נוזליים.

בשנת 2008, אחת התגליות המרכזיות של משימת קאסיני הייתה שטיטאן עשוי להכיל אוקיינוס מים עצום מתחת לפני השטח העשירים בפחמימנים שלו. אולם, ניתוח מחדש של נתוני המשימה מציג תמונה מורכבת יותר: פנים טיטאן, ככל הנראה, מורכב כאמור בעיקר מקרח, עם שכבות של קרח רטוב וכיסים קטנים של מים חמים הנוצרים סמוך לליבתו הסלעית.

המחקר החדש, שהובל על ידי חוקרים ממעבדת ההנעה הסילונית (JPL) של נאס״א בדרום קליפורניה ופורסם בכתב העת Nature, עשוי להשפיע על הבנתם של מדענים את טיטאן וירחים קפואים אחרים במערכת השמש.

״מחקר זה מדגיש את העוצמה של נתוני מדע פלנטרי מארכיונים״, אמרה ג׳ולי קסטיו-רוגז, מדענית מחקר בכירה ב-JPL וממחברות המחקר. ״חשוב לזכור שהנתונים שאוספות החלליות המדהימות הללו ממשיכים להתקיים, כך שניתן לבצע תגליות שנים, ואפילו עשורים מאוחר יותר, כאשר שיטות הניתוח משתכללות. זוהי מתנה שממשיכה לתת".

כדי לחקור מרחוק כוכבי לכת, ירחים ואסטרואידים, מדענים בוחנים את תקשורת תדרי הרדיו הנעה הלוך ושוב בין חלליות לבין רשת החלל העמוק של נאס״א. זהו תהליך רב שלבי. מאחר שגופו של ירח עשוי שלא להיות בעל חלוקת מסה אחידה, שדה הכבידה שלו משתנה כאשר חללית עוברת דרכו, וגורם לה להאיץ או להאט מעט. שינויים אלה במהירות גורמים לשינוי בתדירות גלי הרדיו - תופעה הידועה כהסטת דופלר. ניתוח הסטת דופלר מאפשר להסיק מסקנות על שדה הכבידה של הירח ועל צורתו, אשר יכולה להשתנות לאורך זמן בעת תנועתו במסלול סביב כוכב הלכת האם.

שינוי צורה זה נקרא גמישות גאותית (Tidal Flexing). במקרה של טיטאן, שדה הכבידה העצום של שבתאי דוחס את הירח כאשר טיטאן קרוב יותר לכוכב הלכת במסלולו האליפטי במקצת, ומותח אותו כאשר הוא רחוק ביותר. גמישות זו יוצרת אנרגיה שמתבזבזת או מתפזרת, בצורת חימום פנימי.

כאשר מדעני המשימה ניתחו נתוני תדרי רדיו שנאספו במהלך עשרת מעברי הקרבה של החללית קאסיני ליד טיטאן, הם מצאו שהירח מתעוות במידה כזו שהובילה אותם להסיק כי עליו להיות בעל פנים נוזליים, שכן פנים מוצקים היו מתעוותים הרבה פחות (בדומה להבדל בין בלון מלא מים לבין כדור ביליארד).

עוד על פי נאס"א, המחקר החדש מציג הסבר אפשרי נוסף לגמישות זו: פנים המורכב משכבות המכילות תערובת של קרח ומים, המאפשרות לירח להתעוות. בתרחיש זה, קיים עיכוב של מספר שעות בין משיכת הגאות של שבתאי לבין הופעת סימני העיוות בירח, זמן ארוך בהרבה מאשר במקרה של פנים נוזליים לחלוטין. פנים של קרח רטוב גם יפגין חתימה חזקה יותר של איבוד אנרגיה בשדה הכבידה של הירח, משום ששכבות אלה יוצרות חיכוך ומפיקות חום כאשר גבישי הקרח מתחככים זה בזה. עם זאת, לא היה בנתונים דבר ברור שהצביע על כך.

לכן, מחברי המחקר, בהובלת חוקר הפוסט דוקטורט ב-JPL, פלאביו פטריצ׳ה, בחנו מחדש את נתוני הדופלר בפירוט רב יותר. באמצעות טכניקת עיבוד חדשה, הם הצליחו להפחית את הרעש בנתונים. מה שהתגלה היה חתימה שהעידה על איבוד אנרגיה חזק בעומק טיטאן. החוקרים פירשו חתימה זו כעדות לשכבות של קרח רטוב, שמעליהן מעטפת עבה של קרח מוצק.

בהתבסס על מודל חדש זה של פנים טיטאן, החוקרים מציעים שהמים הנוזליים קיימים רק בצורת כיסי מים מותכים. כיסים אלה, המחוממים מאנרגיית גאות מתפזרת, נעים באיטיות לעבר שכבות הקרח הקפואות שבפני השטח. בדרכם כלפי מעלה, יש להם פוטנציאל ליצור סביבות ייחודיות המועשרות במולקולות אורגניות, המסופקות הן מלמטה והן מחומר המגיע מפגיעות מטאוריטים בפני השטח.

״איש לא ציפה לאיבוד אנרגיה חזק כל כך בתוך טיטאן", אמר פטריצ׳ה. ״אבל באמצעות הפחתת הרעש בנתוני הדופלר, יכולנו לראות תנודות קטנות יותר צצות. זו הייתה הראיה המכריעה שמצביעה על כך שפנים טיטאן שונה ממה שהוסק מניתוחים קודמים. הצמיגות הנמוכה של הקרח הרטוב עדיין מאפשרת לירח להתנפח ולהידחס בתגובה לגאות של שבתאי, ולפנות את החום שאחרת היה ממיס את הקרח ויוצר אוקיינוס".

עוד לדבריו, ״גם אם לטיטאן אין אוקיינוס גלובלי, אין בכך כדי לשלול את הפוטנציאל שלו לארח צורות חיים בסיסיות, בהנחה שחיים יכולים להיווצר על טיטאן. למעשה, אני חושב שזה הופך את טיטאן למעניין יותר. הניתוח שלנו מראה כי אמורים להיות כיסים של מים נוזליים, ייתכן שחמים עד כ-20 מעלות צלזיוס, אשר ממחזרים חומרי הזנה מליבת הסלע של הירח דרך שכבות של קרח בלחץ גבוה ועד למעטפת הקרח המוצקה בפני השטח".

מידע חד-משמעי יותר עשוי להגיע ממשימתה הבאה של נאס״א לשבתאי. משימת Dragonfly לירח הערפילי, שאמורה להיות משוגרת לא לפני שנת 2028, ועשויה לספק נתוני אמת מהשטח. כלי הטיס הייחודי מסוג רוטורקראפט יחקור את פני השטח של טיטאן כדי לבדוק את יכולתו לארח חיים. המשימה תישא סייסמומטר, שעשוי לספק מדידות מפתח לחקר פנים הירח, בהתאם לאירועים הסייסמיים שיתרחשו בזמן שהכלי יהיה על פני השטח.

משימת קאסיני-הויגנס הייתה פרויקט שיתופי של נאס״א, סוכנות החלל האירופית (ESA) וסוכנות החלל האיטלקית. מעבדת ההנעה הסילונית (JPL), חטיבה של המכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) בפסדינה, ניהלה את המשימה עבור מנהלת משימות החלל של נאס״א בוושינגטון, ותכננה, פיתחה והרכיבה את המקפת קאסיני.