سیاره کوتوله نزدیک می تواند پوسته ای داشته باشد که ۹۰ درصد آن آب است

سرس – بزرگترین جسم در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری – می تواند پوسته ای متشکل از بیش از ۹۰ درصد یخ آب داشته باشد. اگر اینطور باشد، شیء به شدت حفره‌دار و زخم‌دار می‌تواند چیزهای زیادی در مورد جهان‌های اقیانوسی به ما بیاموزد، و اینکه وقتی کاملاً منجمد می‌شوند چه شکلی می‌شوند.

مایک سوری، ژئوفیزیکدان سیاره‌ای از دانشگاه پردو در ایالات متحده می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم که یخ‌های آب زیادی در نزدیکی سطح سرس وجود دارد و هرچه عمیق‌تر و عمیق‌تر می‌شوید به تدریج یخ کمتر می‌شود».

سرس که برای اولین بار در سال ۱۱۷۹ کشف شد، گاهی اوقات به عنوان یک سیارک شناخته می‌شود زیرا در منظومه شمسی قرار دارد. اما به اندازه کافی بزرگ و کروی است که به عنوان یک سیاره کوتوله طبقه‌بندی می‌شود، که اندازه‌اش درست کمتر از نیمی از پلوتون است.

همچنین یک توپ عجیب و غریب بسیار جالب است. این تنها سیاره کوتوله ای است که از نپتون به خورشید نزدیک تر است و دارای نقاط درخشانی است که ممکن است شواهدی از آتشفشان های یخی در سطح آن باشد.

بنابراین این احتمال وجود دارد که کمترین مقدار آب در آنجا وجود داشته باشد، اما چقدر؟ تخمین‌های قبلی، بر اساس دهانه‌های سطحی، این مقدار را بیش از ۳۰ درصد نشان می‌داد.

به این دلیل که اگر سطح یخ آب بود، دانشمندان فکر می کردند که به تدریج در طول زمان تغییر شکل می دهد و صاف تر و کم عمق تر می شود. هنگامی که فضاپیمای داون ناسا در سال ۱۳۹۳ به سرس رسید، دهانه‌های با تعریف دقیقی را پیدا کرد که با آنچه محققان انتظار داشتند ببینند سرس یخی است یا نه، مطابقت نداشت، بنابراین برآوردهای خود را بر این اساس انجام دادند.

مردم قبلاً فکر می کردند که اگر سرس خیلی یخی باشد، دهانه ها به سرعت در طول زمان تغییر شکل می دهند، مانند یخچال های طبیعی که روی زمین جاری می شوند، یا مانند عسل در حال جریان. اگر فقط کمی سنگ جامد را با هم مخلوط کنید، سرس از آنچه قبلا پیش‌بینی شده بود، سوری می‌گوید.

با استفاده از داده‌های ماموریت داون و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری دنیای یخی، تیمی به سرپرستی سیاره‌شناس، یان پامرلو از دانشگاه پردو، به دنبال بررسی درستی این فرض بودند.

و آنها دریافتند که فقط کمی خاک مخلوط شده در یخ لازم است تا یکپارچگی ساختاری کافی برای حفظ دهانه های ترد به آن بدهد.

پامرلو توضیح می‌دهد: «حتی جامدات نیز در بازه‌های زمانی طولانی جریان خواهند داشت، و یخ راحت‌تر از سنگ جریان می‌یابد. دهانه‌ها دارای کاسه‌های عمیقی هستند که تنش‌های زیادی ایجاد می‌کنند و سپس به حالت تنش کمتری رها می‌شوند و در نتیجه از طریق جریان حالت جامد، کاسه کم‌عمق‌تری ایجاد می‌شود».

‘شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای ما روش جدیدی را ارائه می‌کنند که یخ می‌تواند تنها با کمی ناخالصی غیر یخی مخلوط شود، که به یک پوسته غنی از یخ اجازه می‌دهد حتی در طول میلیاردها سال به سختی جریان داشته باشد. بنابراین، ما می‌توانیم به آن دست پیدا کنیم. یک سرس غنی از یخ که هنوز هم با کمبود مشاهده شده آرامش دهانه مطابقت دارد، ما ساختارهای مختلف پوسته را در این شبیه‌سازی‌ها آزمایش کردیم و دریافتیم که یک پوسته تدریجی با محتوای یخ بالا در نزدیکی سطح که درجه‌بندی می‌شود تا یخ با عمق پایین‌تر بیاید. آرامش دهانه های سریان را محدود کنید.’

به گفته محققان، بیش از ۹۰ درصد از پوسته این سیاره کوتوله می تواند یخ آب باشد، که به اعتقاد محققان، بینشی از جهان های اقیانوسی پوشیده از یخ می دهد. تعداد کمی از این قمرها در منظومه شمسی وجود دارد، از جمله قمرهای جوویان اروپا و احتمالاً گانیمد، قمرهای کرونی انسلادوس و میماس، و قمرهای احتمالی اورانیا میراندا و آریل.

این قمرها دارای یک پوسته ضخیم از یخ هستند که تصور می‌شود در زیر آن اقیانوسی از آب مایع توسط گرمای ایجاد شده توسط برهمکنش گرانشی بین ماه و سیاره حفظ می‌شود.

سرس به دور یک سیاره نمی چرخد، به این معنی که هیچ فعالیت جزر و مدی برای گرم نگه داشتن درون آن وجود ندارد. محققان می گویند هر اقیانوسی که زمانی در آنجا فرو می ریزد، کاملاً منجمد می شود.

سوری می‌گوید: تعبیر ما از همه این‌ها این است که سرس قبلاً یک «دنیای اقیانوسی» مانند اروپا بود، اما با اقیانوسی کثیف و گل‌آلود. از آنجایی که آن اقیانوس گل آلود به مرور زمان یخ زد، پوسته ای یخی ایجاد کرد که مقداری مواد سنگی در آن به دام افتاده بود.

اگر اینطور باشد، به این معنی است که جهان های اقیانوسی می توانند بسیار متفاوت از آنچه ما انتظار داریم به نظر برسند. علاوه بر این، ناسا قبلا یک فضاپیما به سرس فرستاده است. می تواند دوباره این کار را انجام دهد – و وضعیت احتمالی جهان اقیانوس یخ زده سیاره کوتوله آن را به یک هدف تحقیقاتی بسیار جذاب تبدیل می کند.

سوری می گوید: ‘برای من بخش هیجان انگیز همه اینها، اگر حق با ما باشد، این است که ما یک جهان اقیانوسی یخ زده تقریبا نزدیک به زمین داریم. سرس ممکن است نقطه مقایسه ارزشمندی برای قمرهای یخی میزبان اقیانوس بیرونی منظومه شمسی باشد.’ مانند قمر مشتری اروپا و قمر زحل انسلادوس.

ما فکر می‌کنیم که سرس در دسترس‌ترین دنیای یخی در کیهان است. این موضوع آن را به یک هدف عالی برای ماموریت‌های آینده فضاپیما تبدیل می‌کند.