بالنسبة لفئة العلماء المتحمسين الذين يهتمون بوجود عوالم خارج الأرض مناسبة للاستكشاف ، فإن العبارة المعروفة: "هل هناك حياة على المريخ ، هل هناك حياة على المريخ" ، لم تعد ذات صلة اليوم. اتضح أنه في النظام الشمسي هناك عوالم أكثر إثارة للاهتمام في هذا الجانب من الكوكب الأحمر. مثال حي على هذا هو القمر الصناعي الأكبر ساتيرن ، تيتان. اتضح أن هذا الجسم السماوي مشابه جدًا لكوكبنا. المعلومات التي يقدمها العلماء اليوم تسمح بوجود نسخة علمية بأن الحياة على ساتل الشيطان على تيتان هي حقيقة.
ما هو مثير للاهتمام للأرضي تيتان؟
بعد رجل لعقود من الزمن ، محاولاً دون جدوى العثور على عالم داخل نظامنا الشمسي على الأقل يشبه الأرض من بعيد ، فإن المعلومات حول تيتان تغرس الأمل في المجتمع العلمي. لقد أصبح العلماء مهتمين بهذا الجرم السماوي ، ابتداء من عام 2005 ، عندما هبط مسبار هيوجنز الأوتوماتيكي على سطح أحد أكبر الأقمار الصناعية للنظام الشمسي. على مدى الـ 72 دقيقة التالية ، حملت كاميرا الصور وكاميرا الفيديو على متن المركبة إلى الأرض صورة لسطح هذا الكائن ومواد فيديو أخرى حول هذا العالم البعيد. وحتى بالنسبة لمثل هذا الوقت المحدود المخصص للبحث الفعال في قمر صناعي بعيد ، تمكن العلماء من الحصول على قدر كبير من المعلومات.
تم تنفيذ الهبوط على سطح تيتان في إطار البرنامج الدولي "كاسيني - هويجنز" ، الذي يهدف إلى دراسة زحل وأقماره الصناعية. بدأت محطة كاسيني التلقائية بين الكواكب في عام 1997 ، وهي تطور عام في وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا لإجراء دراسة تفصيلية عن زحل والمنطقة المحيطة بهذا الكوكب. بعد 7 سنوات من الطيران عبر مساحات من النظام الشمسي ، سلمت المحطة مسبار Huygens الفضائي إلى تيتان. هذا الجهاز الفريد هو ثمرة العمل المشترك للخبراء من وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ووكالة الفضاء الإيطالية ، الذين وضع فريقهم آمالاً كبيرة على هذه الرحلة.
النتائج التي حصل عليها العلماء من محطة العمل "كاسيني" ومن مجلس التحقيق "هيغنز" تبين أنها لا تقدر بثمن. على الرغم من حقيقة أن القمر الصناعي البعيد ظهر أمام أعين الأرض كمملكة صامتة ضخمة من الجليد ، غيرت الدراسة التفصيلية اللاحقة لسطح الجسم تصور تيتان. في الصور التي تم الحصول عليها باستخدام مسبار Huygens ، كان من الممكن تفكيك سطح القمر الصناعي Saturn ، الذي يتكون بشكل أساسي من جليد الماء الصلب والطبقات الرسوبية ذات الطبيعة العضوية ، في أصغر التفاصيل. وتبين أن الغلاف الجوي الكثيفة والممتعة من القمر الصناعي البعيد له نفس التركيب تقريباً مثل غلاف الغلاف الجوي الأرضي.
في المستقبل ، ألقى علماء تيتان مكافأة خطيرة أخرى. لأول مرة في تاريخ استكشاف ودراسة الفضاء الخارجي خارج الأرض ، تم العثور على المادة السائلة ذات الطبيعة نفسها التي كانت على كوكب الأرض في السنوات الأولى من وجودها. ويكمل تخفيف الجسم السماوي المحيط الواسع والعديد من البحيرات والبحار. كل هذا يعطي سببًا للاعتقاد بأننا نتعامل مع جسم سماوي ، والذي قد يكون واحة أخرى للحياة في نظامنا الشمسي. كشفت الدراسات التي أجريت على تركيبة الغلاف الجوي والوسط السائل لساتل زحل عن وجود مواد أساسية لحياة الكائنات الحية. من المفترض أنه في ظل ظروف معينة في عملية دراسة هذا الجسم السماوي ، يمكن الكشف عن الكائنات الحية على تيتان.
في هذا الصدد ، تصبح الدراسة اللاحقة لأكبر ساتل زحل ذات صلة. هناك احتمال كبير بأن يكون ، مع المريخ ، من تيتان التي يمكن أن تصبح المنزل الكوني الثاني للحضارة الإنسانية.
وجهة نظر أكاديمية تيتان
حجم تيتان يسمح لها أن تكون مع كواكب النظام الشمسي. يبلغ قطر هذا الجرم السماوي 5152 كم ، وهو أكبر من قطر عطارد (4879 كم) وأقل قليلاً من المريخ (6779 كم). كتلة تيتان هي 1.3452 · 1023 كجم ، أي أقل بـ45 مرة من كتلة كوكبنا. على كتلة القمر الصناعي من زحل هو الثاني في النظام الشمسي ، وراء القمر الصناعي من جوبيتر - جانيميد.
على الرغم من حجمها و وزنها المثير للإعجاب ، إلا أن تيتان لديها كثافة منخفضة ، فقط 1.8798 غم / سم مكعب. وعلى سبيل المقارنة ، تبلغ كثافة كوكب الأرض زحل 687 ك / م 3 فقط. حدد العلماء مجال جاذبية ضعيف من القمر الصناعي. قوة الجذب على سطح تيتان هي أضعاف 7 مرات من المعلمات الدنيوية ، وتسارع الجاذبية هو نفسه على القمر - 1.88 م / ث 2 مقابل 1.62 م / ث 2.
ميزة مميزة هي موقع تيتان في الفضاء. يدور أكبر ساتل زحل حول الكوكب الأم في مدار إهليلجي بسرعة 5.5 كم / ثانية ، خارج منطقة حلقات زحل. متوسط المسافة من تيتان إلى سطح زحل هو 1 ، 222 مليون كم. يقع هذا النظام بأكمله على مسافة 1 مليار 427 مليون كم من الشمس ، وهي أطول بـ9.5 مرات من المسافة بين النجم المركزي لدينا والأرض.
مثل قمرنا الصناعي ، فإن "القمر من زحل" يتحول دائما إلى جانب واحد. يحدث هذا بسبب تزامن دوران القمر الصناعي حول محوره الخاص مع فترة مدار تيتان حول الكوكب الأم. ثورة كاملة حول زحل ، أكبر قمر صناعي لها لمدة 15 يومًا. يرجع ذلك إلى حقيقة أن زحل والأقمار الصناعية لديها زاوية عالية نسبيا من الميل لمحور الدوران إلى محور مسير الشمس ، وهناك مواسم على سطح تيتان. كل 7.5 سنوات من الأرض على القمر الصناعي من زحل ، فإن الصيف يفسح المجال لشتاء بارد. وفقا لملاحظات فلكية اليوم على جانب تيتان ، والتي تواجه زحل ، هو الخريف. وسرعان ما يختفي القمر الصناعي من أشعة الشمس خلف الكوكب الأم وسيحل محل الخريف الشتوي بفصل شتاء طويل وشديد.
درجات الحرارة على سطح الأقمار الصناعية تختلف في حدود 140-180 درجة مئوية. كشفت البيانات التي تم الحصول عليها من مجلس مسبار الفضاء Huygens حقيقة غريبة. الفرق بين درجات الحرارة القطبية والاستوائية هو 3 درجات فقط. ويفسر ذلك وجود جو كثيف ، والذي يمنع آثار أشعة الشمس على سطح تيتان. على الرغم من الكثافة العالية للغلاف الجوي ، بسبب انخفاض درجات الحرارة ، لا يوجد ترسيب سائل على تيتان. في فصل الشتاء ، يغطي سطح القمر الصناعي الثلج من الإيثان وجسيمات بخار الماء والأمونيا. هذه ليست سوى جزء صغير مما نعرفه عن تيتان. حقائق مثيرة للاهتمام حول أكبر قمر صناعي من زحل تتعلق حرفيا أي مجال ، من علم الفلك وعلم المناخ وعلم الجليد ، إلى علم الأحياء المجهرية.
تيتان في كل مجدها
حتى وقت قريب ، كانت معظم المعلومات حول قمر ساتورن تستند إلى ملاحظات مرئية تم الحصول عليها من مسبار فوياجر ، والتي اجتاحت في عام 1980 على مسافة 7000 كم. ورفع تلسكوب هابل غطاء السرية عن هذا الجسم الفضائي. للحصول على فكرة عن سطح القمر الصناعي ، لا يسمح الغلاف الجوي الكثيفة له ، والذي يكون في الكثافة والسماكة أدنى من الغلاف الجوي للغاز الزهرة والبرية فقط.
وقد ساعدت مهمة محطة كاسيني الأوتوماتيكية في عام 2004 على إزالة الضباب الذي ساد على هذا الجسم السماوي. لمدة أربع سنوات ، كان الجهاز في مدار من زحل ، وإجراء تصوير متناسق من أقماره وتيتان كذلك. وأجريت البحوث من المسبار كاسيني بمساعدة كاميرا مع مرشح الأشعة تحت الحمراء ورادار خاص. التقطت الصور من زوايا مختلفة على مسافة 900-2000 كم من سطح القمر الصناعي.
وكانت ذروة دراسة تيتان هي الهبوط على سطح مسبار هويجنز ، الذي سمي على اسم مكتشف ساتل زحل. الجهاز ، بعد أن دخلت طبقات كثيفة من الغلاف الجوي لتيتان ، نزلت بالمظلة لمدة 2.5 ساعة. وخلال هذا الوقت ، درست معدات التحقيق تركيبة الغلاف الجوي للقمر الصناعي ، وصورت سطحه من ارتفاع 150 و 70 و 30 و 15 و 10 كيلومترات. بعد هبوط طويل ، هبط المسبار الفضائي على سطح تيتان ، مدفوناً 0.2 - 0.5 متر في الجليد القذر. بعد الهبوط ، عمل Huygens لأكثر من ساعة بقليل ، حيث قام بإرسال كتلة من المعلومات المفيدة مباشرة إلى الأرض عن طريق كاسيني AMS مباشرة من سطح القمر الصناعي. بفضل الصور التي التقطت من لوحة كاسيني AMS ومسبار Huygens ، أنتج فريق الباحثين خريطة تيتان. بالإضافة إلى ذلك ، يمتلك العلماء الآن معلومات مفصلة عن غلافه الجوي ، وبيانات عن المناخ السطحي وخصائص التضاريس الأرضية.
جو الأقمار الصناعية
في الحالة مع تيتان ، وللمرة الأولى في عملية دراسة ودراسة الأجرام السماوية للنظام الشمسي ، أتيحت الفرصة للعالم لدراسة الغلاف الجوي بالتفصيل. وكما هو متوقع ، فإن قمر ساتورن يمتلك جوًا كثيفًا ومتطورًا ، ليس فقط بطرق عديدة يشبه الغلاف الغازي للأرض ، بل يتفوق عليه أيضًا في الكتلة.
كان سمك طبقة الغلاف الجوي من تيتان 400 كم. كل طبقة من الغلاف الجوي لها تركيبة وتركيز خاص بها. تكوين الغاز على النحو التالي:
- 98.6 ٪ يترك النيتروجين N ؛
- 1.6 ٪ في الغلاف الجوي هو الميثان.
- كمية صغيرة من الإيثان ومركبات الأسيتيلين والبروبان وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والهيليوم والسماوي.
يتغير تركيز الميثان في الغلاف الجوي للساتل ، بدءاً من ارتفاع 30 كم ، إلى الأسفل. عندما يقترب الساتل من السطح ، تنخفض كمية الميثان إلى 95٪ ، بينما يزيد تركيز الإيثان إلى 4-4.5٪.
ميزة مميزة لطبقة غاز الهواء للقمر الصناعي تيتان هو تأثير مضاد للاحتباس الحراري. يؤدي وجود الجزيئات العضوية الهيدروكربونية في الغلاف الجوي السفلي إلى تحييد تأثير الدفيئة الناتج عن التركيز الهائل للميثان. ونتيجة لذلك ، يتم تبريد سطح جسم سماوي بشكل موحد بسبب وجود الهيدروكربونات. هذه العمليات نفسها والمجال التثاثي لزحل ، تسبب دوران الغلاف الجوي لتيتان. تساهم هذه الصورة في تشكيل عمليات مناخية نشطة في الغلاف الجوي لساتل زحل.
تجدر الإشارة إلى أن الغلاف الجوي للقمر الصناعي يفقد الوزن باستمرار. ويرجع ذلك إلى عدم وجود مجال مغناطيسي قوي في جسم سماوي ، غير قادر على الاحتفاظ بظرف الهواء والغاز ، الذي يكون تحت التأثير المستمر للرياح الشمسية وقوى الجاذبية لزحل. حتى الآن ، يبلغ الضغط الجوي على العملاق ذي الأقمار الصناعية 1.5 إنش. هذا يؤثر دائما على الظروف الجوية ، والتي تختلف مع تركيز الغازات في الغلاف الجوي من تيتان.
يتم تنفيذ العمل الرئيسي على خلق الطقس على تيتان بواسطة السحب الكثيفة ، والتي ، على عكس الكتل الهوائية الأرضية ، تتكون من مركبات عضوية. هذه التشكيلات الجوية هي مصدر هطول الأمطار على أكبر قمر صناعي من زحل. بسبب درجات الحرارة المنخفضة ، فإن جو الجسم السماوي جافة. تم العثور على أكبر تركيز من الغيوم في المناطق القطبية. بسبب انخفاض درجات الحرارة ، تكون الرطوبة في الغلاف الجوي منخفضة للغاية ، لذا فإن هطول الأمطار على تيتان هو بلورات الجليد الميثان والصقيع ، المكون من النيتروجين والإيثان ومركبات الأمونيا.
سطح تيتان وبنيته
ساتل ساتورن لا يمتلك جوًا مثيرًا للاهتمام فقط. سطحه هو كائن غريب للغاية من وجهة نظر الجيولوجيا. وتحت غطاء سميك من الميثان عثرت عدسات فوتوغرافية وكاميرات بمسبار هيجنز للفضاء على قارات بأكملها مفصولة بالعديد من البحيرات والبحار. كما يوجد على الأرض ، هناك الكثير من التكوينات الصخرية والجبلية في القارات ، هناك شقوق عميقة وانحدارات. يتم استبدالها بسهول واسعة والوديان. في الجزء الاستوائي للجسم السماوي ، تشكل جسيمات الهيدروكربونات وثلج الماء مساحة شاسعة من الكثبان الرملية. من المفترض أن مسبار الفضاء Huygens قد جعل الهبوط في واحدة من هذه الكثبان الرملية.
التشابه الكامل مع الكوكب الحي يضيف وجود بنية سائلة. على تيتان ، تم اكتشاف الأنهار التي لديها مصادر وقنوات متعرجة ودلتا - الأماكن التي تتدفق فيها الأنهار إلى أحواض البحر. ووفقًا للبيانات المأخوذة من الصور ، فإن بعض أنهار تيتان يبلغ طولها أكثر من 1000 كم. تقريبا كل الكتلة السائلة من تيتان تتركز في الأحواض البحرية والبحيرات ، والتي تحتل مساحة مثيرة للإعجاب - ما يصل إلى 30-40 ٪ من جميع المناطق السطحية لهذا الجسم السماوي.
وكان الدليل على وجود تجمعات كبيرة من المواد السائلة المتوسطة على سطح القمر الصناعي نقطة مضيئة كبيرة ، والتي كانت لفترة طويلة مربكة للفلكيين. في وقت لاحق ، ثبت أن المنطقة المضيئة على تيتان هي مجموعة ضخمة من الهيدروكربونات السائلة ، تسمى بحر كراكين. حسب المنطقة ، هذا الخزان الوهمي أكبر من أكبر بحيرة على وجه الأرض - بحر قزوين. وثمة شيء آخر مثير للاهتمام هو بحر ليجي - وهو أكبر خزان طبيعي للميثان السائل والإيثان.
تم الحصول على معلومات دقيقة عن تكوين الوسط السائل للبحار وبحيرات تيتان بفضل عمل AMC "Casssini". باستخدام بيانات من صور ومحاكاة بالكمبيوتر ، تم تحديد تركيبة السائل على تيتان تحت الظروف الأرضية:
- الإيثان هو 76-80 ٪.
- البروبان في البحار وبحيرات تيتان 6-7 ٪.
- حسابات الميثان ل5-10 ٪.
بالإضافة إلى العناصر الأساسية الممثلة في الغازات المجمدة ، يوجد السيانيد الهيدروجيني والبيوتان والبيوتين والأسيتيلين في السائل. تراكم الماء الرئيسي على تيتان له طبيعة مختلفة قليلاً عن شكل الأرض. على سطح القمر الصناعي ، تم العثور على كميات ضخمة من رواسب الثلج المحمومة والمكونة من الماء والأمونيا. من المفترض أنه تحت السطح قد تكون خزانات طبيعية ضخمة مملوءة بالماء السائل مع الأمونيا الذائبة فيه. في هذا الجانب ، فإن البنية الداخلية للقمر الصناعي مثيرة للاهتمام أيضًا.
اليوم هناك إصدارات مختلفة من الهيكل الداخلي لتيتان. كما هو الحال مع جميع الكواكب الأرضية ، فهي تحتوي على نواة صلبة ، وليست نيكل حديد ، كما هو الحال في الكواكب الأربعة الأولى في النظام الشمسي ، ولكنها تحتوي على حجر واحد. يبلغ قطرها حوالي 3400-3500 كم. القادم يأتي الجزء الممتع. على عكس الأرض ، حيث يبدأ الوشاح بعد القلب ، على تيتان تمتلئ هذه المساحة بطبقات كثيفة من الجليد المائي و هيدرات الميثان. ربما تكون هناك طبقة سائلة بين الطبقات الفردية. ومع ذلك ، على الرغم من البرودة والطبيعة الصخرية ، فإن القمر الصناعي في المرحلة النشطة ويتم ملاحظة العمليات التكتونية عليه. يتم تسهيل ذلك من خلال قوى المد والجزر التي تسببها جاذبية زحل الهائلة.
مستقبل ممكن من تيتان
انطلاقا من بيانات الدراسات التي أجريت في العقد الماضي ، تتعامل البشرية مع كائن فريد من النظام الشمسي. اتضح أن تيتان هو الجرم السماوي الوحيد ، بالإضافة إلى الأرض ، التي تتميز بجميع أنواع النشاط الثلاثة. على قمر زحل هناك آثار للنشاط الجيولوجي المستمر ، وهو تأكيد لنشاطه التكتوني الحي.
طبيعة سطح تيتان هي أيضا ذات أهمية كبيرة. إن تركيبها وتكوينها وتخفيفها تتحدث عن حقيقة أن سطح قمر زحل في حركة ثابتة. هنا ، كما هو الحال على الأرض ، تحت تأثير الرياح والأمطار ، لوحظ تآكل التربة ، يحدث تجوية الصخور والترسيب.
تشكل تكوين الغلاف الجوي للساتل وعمليات الدوران الموجودة فيه المناخ على تيتان. كل هذه العلامات تتحدث عن حقيقة أن الحياة يمكن أن توجد على تيتان في ظل ظروف معينة. بطبيعة الحال ، سيكون شكلًا مختلفًا للحياة من الكائنات الأرضية ، ولكن وجودها سيصبح اكتشافًا هائلاً للبشرية.
