هر چه بیشتر یاد بدی بیشتر یاد می گیری.مجله آموزشی آسان بود
||سه شنبه, ۱ اسفند , ۱۳۹۶
اخبار و مقاله های علمی

ستاره شناسی

گردو غبار کیهانی نشانه ای از حیات

ممکن است دراعماق اقیانوس شور و یخ زدۀ یکی از ماه های سیارۀ زحل حیات وجود داشته باشد.

Cassini1

گرد و غبار کاسینی

آیا این درست است که بگوئیم فضا کاملا” خالی است.
فضای وسیع بین سیارات، ماه و ستاره ، تریلیون لکه های گرد و غبار رادر خود نگه می دارد. این دانه ها دور هستند. و خیلی کوچک که با چشم غیر مسلح نمی توان آنها را دید.. البته آنها سریع نیزمی باشد. سرعت آنها در فضا به ۴۰۰ کیلومتر (۲۵۰ مایل) در ثانیه می رسد. که صدها بار سریعتر از یک گلوله.است .آنها مقدار زیادی از اطلاعات در مورد مکان های دوررا درخودنگه میدارند.
ساشا کمپ یکی از ستاره شناسان دانشگاه کلرادو در بولدر است و از اینکه می تواند در تحقیقات کاوشگر فضایی ناسا به نام کاسنی شرکت کند هیجان زده است. این کاوشگر در سال ۲۰۰۴ میلادی به گرد و غبارهای زحل رسید .

در این تصویر، که توسط فضاپیمای کاسینی در سال ۲۰۰۷ گرفته شد است، به نظر می رسد ماه انسلادوس بالا ی حلقه های زحل شناوراست. موسسۀ علوم فضایی ناسا

 

درسال ۱۹۹۷ میلادی کاسینی از فلوریدا برخاست و بعد از طی مسافطی بالغ بر دو میلیارد کیلومتر (۱٫۲ میلیارد مایل) از فضای بیکران در فوریه سال ۲۰۰۴،به مدار زحل رسید.. در آن لحظه،طی تماس رادیویی سرنخی از چیزی عجیب و غریب آغاز شد. در گرد و غبار فضای دور کاسینی یک ماده معدنی که بر روی کره زمین رایج است شناسایی شد. سیلیکات ماده ای که شن و ماسه زحل از آن ساخته شده است.

«این واقعا” عجیب و غریب بود» این مطلب از لحظۀ ورود به منزل فکر کمپ را به خود مشغول کرده بود. او می دانست زحل و همه چیز دراطراف آن غنی از آب است.. ” ما می دانیم که قمرهای زحل همه از یخ هستند،” و با این حال کاسینی چند تکۀ کوچک از سنگ پیدا کرده است. او از این مطلب هم هیجان زده و هم نگران بود.
دانشمندان شروع به تفسیر های مختلفی کردند تا به درستی اطلاعات کاسنی پی ببرند. شاید آشکارساز گرد و غبار کاسینی خراب شده بود. شاید کاسنی قبلاًبا گرد و غبار زمین آلوده بوده است. کمپ می گوید من با این موضوع احساس راحتی نکردم.چرا که کشف مواد معدنی در اطراف زحل چیزی بسیار نادری بود.

سال بعد، او در نهایت تاسف.به اشتباه بودن کشف علمی گرد و غبار زحل پی برد.. در عوض، آنها یک کشف بزرگ دیگر کردند.در داخل یکی از اقمار بسیار سرد زحل یعنی، انسلادوس ، یک مکان گرم که در آن زندگی بیگانه ممکن است رشد داشته باشد دیده شد.
زباله های باستانی
دانشمندان برای بیش از ۵۰ سال است که فضای پر از گرد و غبار بیرونی را مورد تحقیق قرار می دهند. . فضانوردان آپولو ۱۱ در سال ۱۹۶۹٫ سنگی از سطح ماه را به زمین آوردند.این سنگ چاله های کوچک و حفره های خال خالی داشت. داخل هر یک از این سوراخ ها گرد و غبار های گیهانی وجود داشتند . بر اثر ضریۀ برخورد سنگ با سطح ماه مقداری از سنگ زوب شده بود.

شهاب سنگ های ماه در حفره های این شهاب سنگ که در سطح ماه سقوط کرده است و به زمین آورده شده، گرد و غبار های کیهانی وجود دارد.- برنامه های تاریخ ناسا

برخی از این گرد و غبارهای پرا کنده به احتمال زیاد قدیمی تر از زمین است. باقیمانده از چیزهای که بیش از چهار میلیارد سال پیش سیاراتی مانند کرۀزمین را بوجود آورده اند. شهاب سنگ هایی که به زمین یا ماه بر خورد می کنند شاید حامل گرد و غبار هایی از آغاز پیدایش زمین هستند.

مهندسین طراحی کاسینی باید کاوشگر را طوری می ساختند. تا دانه های گرد و غبار هایی که به سرعت در حال حرکت هستند را جمع آوری کند. آنها همچنین تجهیزات شمارش ذرات غبار و تجزیه و تحلیل آنها را نیز بر روی کاسنی نصب کردند.

در اوایل سال ۲۰۰۴ کاسنی به زحل نزدیک شد، این فضاپیما هر هفته فقط چند دانۀ انگشت شمار گردو غبار را می گرفت. اکثر مردم اینرا خسته کننده می دانند. اما تیم کمپ اینطور نبود. آنها در مطالعه گرد و غبار کیهانی تخصص.داشتند و هر بار که کاسینی ذره ای از گرد غبار را به دام می انداخت , تیم کمپ آن را جشن می گرفتند. “کمپ اذعان می کند همکارانش سرگرم کننده هستند.”و به این ترتیب همه چیز جالب می شد.

اواسط ماه مارس سال ۲۰۰۴،کاسنی از وسط ابر ضخیم  دانه های گرد و غبار زحل عبور کرد.آشکار ساز گرد و غبار آن شروع به تشخیص عبور دانه ها در هر چند دقیقه شد و بعد از چند روز آرام گرفت .دو هفته بعد گرد و غبار های بیشتری گزارش شد .این گرد و غبار غیر معمول بودو در آن سیلیکاتی که شبیه سیلکات های روی زمین بود تشخیص داده شد.
بانزدیک شدن کاسینی به زحل ابر های گرد و غبار ظخیمتر می شدند..کمپ و اعضای تیم او مشتاق پیدا کردن ذرات گرد و غباری بودند که خبر از آینده داشت.
یک ماه پوشیده از برف
زحل به عنوان یک سیاره ،یک ماشین پین بال وحشتناک کیهانی است .چرا که در اطراف آن حداقل ۵۰قمر کوجک با صدای گوش خراش خود در حال گردش هستند. که از لابه لای حلقه های مورب زحل دیده می شوند.از این میان قمر انسلادوس چشم بیننده را به خود معطوف می کند چرا که سطح پوشیده شده از برف آن، نور خورشید را منعکس و آن را درخشان جلوه می کند.

انسلادوس، ششمین قمر بزرگ زحل، علاقه مندان زیادی را به خود جلب کرده است چرا که سطح آن از برف پوشیده شده است. این برف نور خورشید را منعکس، و انسلادوس را به درخشانترین جسم در منظومه شمسی تبدیل کرده است. ناسا

انسلادوس، ششمین قمر بزرگ زحل، علاقه مندان زیادی را به خود جلب کرده است چرا که سطح آن از برف پوشیده شده است. این برف نور خورشید را منعکس، و انسلادوس را به درخشانترین جسم در منظومه شمسی تبدیل کرده است. ناسا
در ۱۴ جولای سال ۲۰۰۵ کاسنی از نزدیگی انسلادوس( EN-SEL-UH-DUS) گذشت.این سنگ مرمر کوچک با قطری ۵۰۰کیلومتری که در تگزاس جا می گیرد در حال حاضر دانشمندان را به خود علاقه مند ساخته است.
در یاد داشت های کمپ در بارۀ قمر آنسلادوس چنین می آید “متوجه شدم چیز عجیب و غریبی در مورد این قمر وجود دارد .سطح آن از چاله هایی پوشیده است که برای میلیار دها سال بدون تغییر مانده است. این قمر بسیار درخشان است و سفیدترین شی در منظومه شمسی است و این به علت باز تابش نور خورشید از برف است.از آنجا که این قمر اتمسفر ندارد پس در نتیجه ابری نیز تشکیل نمی شود اما نوعی نم نم برف در آن همیشه وجود دارد.
کاسینی با سرعت ۲۹۵۰۰کیلومتر در ساعت به ۱۶۸کیلومتری قمر آنسلادوس نزدیک شد و توانست عکس های جالبی ازقطب جنوب این قمر زیبا بگیرد. این تصاویر برای دانشمندان جالب و تعجب آور بود.

چهاردهانۀعمیق در سراسر قطب جنوب انسلادوس. خروج بلورهای یخ و بخار آب به طور مداوم از آن – ناسا

دوربین کاسنی چشم اندازی ار ناهمواری های قطب جنوب انسلادوس نشان داد که این منطقه پر از تپه ها و دره هایی است که در ان تخته سنگ های یخی بسیار بزرگی وجود دارد و ترک هایی به طول ۱۳۰ کیلومتر در ان دیده میشود که مرتبا غبار نازکی از بلور های یخ  و بخار آب از این ترک ها به سوی فضا اسپری می شود آن ها را می توان به ابفشان های سطح زمین تشبیه کرد
اشکار ساز گرد و غبار کاسینی وجود کریستال های یخ همراه با کلرید سدیم را در سطح آن تثبیت کرده است این امر در تایید نظریه قبلی دانشمندان مبنی بر اینکه سطح قمر آنسلادوس دمایی در حدود منفی ۲۰۰ درجه ی سلسیوس دارد صدق می کند. اما در ۴۰ کیلومتری زیر یخ های انسلادوس به انداه ای گرما وجود دارد که اقیانوسی مایع از اب شور در ان جریان دارد .
فرانسیس تیمو می گوید ما نمی دانیم واقعا” این اقیانوس چگونه از چهار میلیارد سال پیش تا کنون باقی مانده است.در صورتی که طی چند میلیون سال باید کاملاًمنجمد می شد.

کاسینی با کشف ترک هایی که از آنها چشمه های جوشان یخ و بخار آب خارج می شد.شاهدی دال بر وجود اقیانوس شوردراعماق قمر آنسلادوس است که از دیده ها پنهان می باشد. – موسسۀعلوم فضایی ناسا

نیمو دانشمند سیاره ای در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز است. او مطالعاتی در باره کشش نیروی جازبۀ زحل بر روی این قمر انجام داده است.او به این فرضیه رسیده که کشش نیروی جازبه زحل در داخل قمر فعل و انفعالاتی ایجاد کرده که منجر به فشردگی و ایجاد گرما کرده و این گرما اقیانوس اعماق قمر را از انجماد محفوظ نگه داشته است.
وجود اسپری بلور های یخ از ترک های قطب جنوی آنسلادوس ، وجود برف در آنسلادوس را بهتر توضیح می دهد.
برخی از بلورهای یخ اسپری شده از انسلادوس ، بخشی از حلقه E بیرونی زحل را که بلور های یخی دارد، تشکیل داده است. فوران های یخی این قمر به احتمال زیاد، بزرگترین حلقه های این سیاره را ایجاد کرده .و آن را به شکل یک دایره دو میلیون کیلومتر در اطراف خود تبدیل کرده است.
پیوستن کریستال های یخ به حلقه E طی مادت ۱۰۰تا ۲۰۰سال همچنان ادامه دارد و این امر باعث می شود که حلقآ E همچنان جوان باقی بماند. تنها به این دلیل انسلادوس به طور مداوم هر سال ۴۵ میلیون کیلوگرم یخ به حلقۀ E اضافه می کند. یخی که اگر ذوب شود می تواند ۱۸ استخر بزرگ المپیک را پر از آب کند.
مسافر گرد و غبار
کمپ دربلورهای یخ که کاسینی از انسلادوس وحلقهE نمونه برداری کرده بود. متوجه وجود ذرات گرد و غبار سیلیکات در درون آنها شد. این همان چیزی است که کاسینی بعد از سپری کردن ۵۰ میلیون کیلومتر (۳۱ میلیون مایل) به آن دست پیدا کرده بود.
کمپ ابراز کرد این دانه سیلیکات باید از اقیانوس عمیق داخل انسلادوس آمده باشد. و در حلقۀ E تحت تابش نور خورشید و بمباران ذرات غبار وبار الکتریکی موجود در میدان الکتریکی زحل گیر افتاده تا اینکه بالاخره کاسنی به وجود آن پی می برد.

Saturn rings

حلقه های زحل ،کریستال های یخ از انسلادوس در حلقه بیرونی زحل،حلقه E . میدان الکتریکی این سیاره آنها را به فضا پرتاب کرده است.- ناسا

شاید وجود گرد و غبار و حلقه های سیاره زحل وسوسه انگیز باشد اما نه برای دانشمندان ستاره شناسی مانند کمپ . افرادی مانند کمپ بر عکس دیگر زمین شناس ها که با سطح زمین در تماس هستند باید از مسافتی طولانی و فقط با وجود چند بیت اطلاعات از قمری دور و چند دانه سیلکات کاری دشوار انجام دهند و چیزی را که سیلاکات های کوچک از فضا می گویند کشف کنند.
آنها لکۀ گرد غباری که کاسنی بدست آورده بود را به آشکار ساز کاسنی دادند و از بخارات حاصل از آشکار ساز ، اطلاعات بیش از ۱۰۰۰۰ صفحه بدست آمده از ساختار شیمیایی لکه را بررسی و مورد تحقیق قرار دادندو به نتایجی غیر معمول رسیدند.
آنها متوجه شدند بر غلاف بسیاری از سنگ های رو زمین اثری از فلزات معمولی مانند آهن و منیزیم و مواد معدنی مانند کلسیم در سیلکات های زحل وجود ندارد. هم چنین اندازۀ این ذرات که تقریباً برابر یک گلبول قرمز انسان را داشت بعضی دانشمندان مانند هسو را وادار به تحقیقات بیشتری کرد در ان زمان هسو دکترای خود را در دانشگاه کلرادو در بولدر آغاز کرده بود . جایی که کمپ در حال تحقیق در باره داده های کاوشگر کاسینی بود و در این زمان هسو مطلاعات خود شروع کرد تا ببیند سیلاکات چگونه در روی زمین تشکیل شده است.هسو نشان داد که سیلیکات خالص تحت دمای بالا در منافذ هیدرو ترمال در بستر دریا می تواند تشکیل شود. وجود حرارت بالا برای تشکیل سیلیکات در مارس ۲۰۱۵ توسط کمپ و هسو گزارش شد و این کلیدی بود برای حل معمای آب گرم در آنسلادوس . چرا که دانشمندان در دهانه آتشفشان های آقیانوس اطلس وجود سیلیکات ها را اثبات کرده بودند و ابراز این نکته که شاید چنین منافذی در اعماق یخ های انسلادوس نیز وجود داشته باشد.و زیستگاهی برای زندگی موجودات را تشکیل دهد. آیا شهر گم شده ای در اعماق قمر انسلادوس وجود دارد.

Lost City

زیستگاهی برای زندگی . دانشمندان در اعماق اقیانوس اطلس منافذ آب گرم مانند این سنگ ها دودکش مانند را کشف کرده اند و بر این عقیده اند که شاید در اعماق یخ های انسلادوس نیز همانند این سنگها منافذ آب گرم وجود داشته باشد. کلی و الند از دانشگاه واشنگتن

دانشمندان به این نتیجه رسیدند،مانند زمین، انسلادوس باید منافذ هیدروترمال حباب در بستر دریا را داشته باشد،
یک تیم از دانشمندان در ژاپن با برخی از آزمایش های آزمایشگاهی قانع کننده مانند کار با کیسه مهر و موم حاوی آب و مواد معدنی، به نتایج جالبی دست پیدا کرده اند.آنها نسخه های کوچک از واکنش های شیمیایی که در منافذ هیدروترمال زیر اقیانوس ها انجام می شد را باز سازی کرده اند و نشان داده اند ممکن است در در داخل اقیانوس عمیق انسلادوس، در آنجا که دانه های سیلیکات ساخته شده است،دمای آب باید حداقل ۵۰ درجه سانتی گراد بوده باشد.به اندازۀ یک وان آب داغ . اما در فشار باتر آعماق ۴۰کیلومتری آب می تواند در دمای منفی ۱۰۰درجه نیز به جوش آید!

با فرضی که در سال ۲۰۰۵ بوسیله کمپ ارائه شده بود. اقیانوس گرم کوچک ، محدود به یخ های قطب جنوب انسلادوس می شد. اما با انتشار یافته های جدید در ماه سپتامر سال ۲۰۱۵ ناسا که از داده های کاسینی بدست امده بود، شواهدی دیگری دال بر وجود اقیانوسی بزرگ ، زیر پوستۀ یخی انسلادوس به میان آمد.
لزوماً این قمر زحل نیست که در زیر پوستۀ یخی خود دریایی دارد.در ۷ اکتبر داده های جدید کاسینی نشان داد ممکن است در زیر پوستۀ یخی دیونه نیزاقیانوسی وجود داشته باشد . در واقع حداقل نیم دوجین از اجسام فضایی منضومۀ شمسی بیرونی ما دارای اقیانوس هایی زیر پوسته یخی هستند. این شامل اروپا و گانیمید از قمر های مشتری و تریتون قمر نپتون و حتی سیارۀ کوتولۀ پلوتون باشد.
کمپ میگوید زندگی پر از شگفتی است.
آتلانتیس گمشده
اگر واقعا در انسلادوس مکان گرمی وجود دارد.پس احتمال وجود زندگی در آن نیز باید باشد.. موجودات زنده نه تنها نیاز به آب؛ بلکه به مواد غذایی و انرژی نیز نیاز دارند.. و منافذ هیدروترمال می تواند بسیاری از مواد غذایی را فراهم کند. دبورا کلی جزو اولین اشخاص در سال ۲۰۰۰ است .او اقیانوس شناس از دانشگاه واشنگتن در سیاتل می باشد. در طول سفر در اقیانوس اطلس، تیم خانم دبورا یک نوع جدید از منافذبستر دریا را کشف کردند.
شهر گمشده هیدروترمال پس از زیر آب رفتن شهر افسانه ای آتلانتیس ،نام جدیدی است که باید مد نظر باشد.در بر آمدگی های بستر اقیانوس اطلس خوشه هایی سنگی از منافذ زیر دریا به چشم می خورد که مانند دود کش های شهر های قرون وسطی به نظر می رسند.آب داغ همرا با حباب هایی از منافذ این دود کش ها خارج می شود.مناره های سنگی به ارتفاع ۶۰متر از دل سنگ های بستر به درون آقیانوس کشیده شده اند.

vent crab

منافذ هیدروترمال زیرآبی یک رشته از منابع غنی حیات را میتواند به ارمغان بیاورد مانند این خرچنگ . دی سی کلی از دانشگاه واشینگتون

شهر گمشدۀ هیدرو ترمال در آب های گرم پوستۀ زمین منابعی غنی برای زندگی را فراهم میکند.
دبورا کلی دو گاز مهم در حباب های حاصل از منافذ زیر دریا را که شامل متان و هیدروژن است پیدا کرد. هردو گاز برای تولید مواد الی مورد نیاز میکروبها بشمار می آیند و وجود این دو گاز زندگی میکروبها را در این محلها را امکان پذیر کرده است.
به گفتۀ جان پریش وجود این گاز ها در داخل آن ماه پوشیده از یخ امکان تغذیه به جانداران احتمالی میکروسکوپی تک سلولی را هموار می کند.او زندگی میکرو بهای تک سلولی در بعضی از خشن ترین مناطق زمین را مطالعه کرده است. اینها مکان های یخی هستند.
او می گوید در اقیانوس های مظومۀ شمسی بیرونی باید حیاط وجود داشته باشد و اگر حیاط دیده نشد باعث تعجب خواهد بود.برای زندگی میکروبی وجود منبع ناچیزی کفایت می کند ولی با وجود منابع غنی مربوط به حرارت زمین مواد موردلزوم ارگانیزم های چند سلولی نیز قابل تامین است.ارگانیسم هایی مانند کرم ها و حلزون های صدف دار.
در جستجوی حیات
در پاييز گذشته ،۲۸ اکتبر کاسيني در ۵۰کيلومتري سطح قمربا ورود به توده ابري متشکل از آب، گرد وغبار و نمک دريا که از ترک هاي قطب جنوب انسلادوس حاصل شده بودداده های جدیدی را ارسال می کند. در عرض ۲۰ ثانيه فضا پيما در ستوني از مواد اسپري شده قرار مي گيرد.اندازه گيري هاي کمپ وجود ۳۵۰۰ بلور يخ را در ثانيه نشان ميدهد.
در مه ۲۰۱۶ نتايج کمپ نشان مي دهدکه در هر ثانيه حدود ۲٫۵ کيلو گرم از يخ و غبار از دهان ترک هاي انسلادوس به فضا خارج مي شود.
این یافته ها پیش بینی کمپ را مورد تائید قرار میدهد.این چنین پیش بینی ها در ستاره شناسی کم اتفاق می افتد. او پیش از پیش به وجود گرد و غبارهای مواد معدنی که از یک اقیانوس عمیق در انسلادوس بیرون می آید مطمئن است.
در حال حاضر دانشمندان با یافتن شواهد دیگر به وجود هیدروژن در آب های خارج شده از ترک های انسلادوس پی برده اند. وجود مقدار زیاد غذا ایدۀ وجود زندگی در انسلادوس را تقویت می کند.
برای پی بردن به وجود حیات در انسلادوس نیاز به ارسال فضا پیمای دیگری دیده میشود.
دانشمندانآلمانی هم اکنون در حال طراحی فضا پیما با خدمۀکمتر هستند. البته این عمل میتواند نزدیک به۲۰سال طول بکشد.

Enceladus ocean

کاسینی از مواد معدنی اسپری شدۀ از اقیانوس گرم اعماق یخ ها نمونه هایی را به زمین ارسال کرده است.- ناسا

دراین میان با پایان یافتن سوخت فضا پیما، مامریت کاسینی نیز به پایان خود نزدیک می شود. مطالعه روی انسلادوس و قمر دیگر زحل رو به پایان است. در اواسط ماه دسامبر امسال ، ناسا کاسینی را برای آخرین برسی ها آماده می کند.طی این مطالعه قراراست کاوشگر میزان گرمای خروجی از ترک های سطح انسلادوس را مورد برسی قرار دهد.
سپس در سال ۲۰۱۷ کنترل ماموریت موتورهای کاسینی را روشن کند و آخرین سوخت های کاسینی را مصرف کند تا کاوشگر را به نزدیکترین حلقۀ زحل سوق دهد.طوری که شاید یخ های منحصر به فرد حلقۀ داخلی زحل را نیز ملاقات کند.
با نزدیک شدن کاوشگر به ابر های زحل سرعت کاسینی کاهش خواهد یافت و این امر باعث می شود تا فضا پیما تسلیم گرانش زحل شده و در جو غلیة زحل مانند یک حلبی مچاله گردد.
کمپ متوجه این نکته است که کشفیات کاسینی رو به پایان است ولی با این وجود امید وار است از آخرین اکتشافات کاسینی یافته های بسیار جالب و عالیی بدست بیاورد.

برگردان م-خاقانی

برگرفته از :  www.sciencenews

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *