شواهد تازه: اقیانوس پایدار انسلادوس ممکن است شرایط لازم برای حیات را فراهم کند

از زمانی که فضاپیمای کاسینی نشانه‌هایی از فعالیت‌های هیدروترمال (چشمه‌های آب گرم اعماق اقیانوس) را در اقیانوس این قمر یافت و همچنین مولکول‌های بنیادین مرتبط با حیات را در فواره‌های یخیِ بیرون‌زده از سطح آن کشف کرد، دانشمندان آغاز به بررسی و تحلیل دقیق‌تر این داده‌ها کردند تا تصویری روشن‌تر از محیط انسلادوس به دست آورند.

یکی از مهم‌ترین معیارها برای زیست‌پذیری یک جهان، زمان است. شرایط لازم برای ایجاد و حفظ حیات باید برای مدت‌های طولانی پایدار بمانند؛ درست مانند آنچه روی زمین در طی میلیاردها سال ادامه داشته است. یکی از این عوامل اساسی، ترازِ گرمایی یک جهان است؛ یعنی میزان گرمایی که تولید، حفظ و به فضا گسیل می‌کند. اگر یک سیاره یا قمر بیش از اندازه سرد شود یا بیش از حد گرم گردد، هر دو حالت می‌تواند بخت پایداریِ طولانی‌مدت حیات را از بین ببرد.

ماموریت کاسینی حدود ۱۳ سال در اطراف زحل فعالیت کرد و در این مدت بارها از کنار انسلادوس عبور (فلای‌بای) کرد. این فضاپیما فواره‌های عظیمی از بخار آب و یخ را از شکاف‌های عمیق قطب جنوب انسلادوس مشاهده کرد؛ شکاف‌هایی که «خط‌های ببر» نام گرفته‌اند. داده‌های این گذرها به دانشمندان اجازه داد تا میزان گرمای خارج‌شده از ناحیهٔ قطب جنوب را اندازه‌گیری کنند.

اما در مقابل، هیچ نشانه‌ای از خروج گرما از قطب شمال انسلادوس دیده نمی‌شد. همین موضوع باعث شده بود دانشمندان به‌طور طبیعی این نتیجه را بگیرند که منطقهٔ شمالی این قمر از نظر زمین‌شناختی غیرفعال است.

حالا پژوهشی جدید این فرضیهٔ دیرینه را دوباره بررسی کرده است. این پژوهش با عنوان «گرمای درونی در قطب شمال انسلادوس» در ژورنال Science Advances منتشر شده و نویسندهٔ اصلی آن دکتر جورجینا مایلز از مؤسسهٔ پژوهشی جنوب‌غرب (SwRI) است.

پژوهشگران در مقاله می‌نویسند:
«پایداری بلندمدت اقیانوس انسلادوس به تعادل میان تولید گرما و اتلاف گرما وابسته است. تاکنون تنها نقطه‌ای که اندازه‌گیری مستقیم از اتلاف گرمای آن انجام شده، قطب جنوب است. در این مطالعه نشان می‌دهیم که قطب شمال نیز گرمایی بیش از آنچه مدل‌های غیرفعال پیش‌بینی می‌کنند، به فضا می‌فرستد.»

کاسینی در زمستان ۲۰۰۵ و تابستان ۲۰۱۵ با ابزار طیف‌سنج فروسرخ خود (CIRS) موفق شد قطب شمال انسلادوس را مشاهده کند. تحلیل همین داده‌ها نشان داد که سطح قطب شمال حدود ۷ درجه کلوین گرم‌تر از مقدار پیش‌بینی‌شده توسط مدل‌های استاندارد است. این افزایش دما نشان‌دهندهٔ آن است که قطب شمال نیز همانند جنوب، گرمای درونی خود را از دست می‌دهد.

با داشتن اندازه‌گیری‌ گرما از هر دو قطب، مایلز و همکارانش توانستند تصویر دقیق‌تری از بودجهٔ گرمایی کلی انسلادوس به دست آورند.

آنان توضیح می‌دهند:
«بودجهٔ انرژی انسلادوس یک پارامتر حیاتی است، زیرا گرمای کشندی تولیدشده از تعامل این قمر با زحل – که به‌واسطهٔ رزونانس مداری آن با قمر دیون ایجاد می‌شود – مستقیماً با سن انسلادوس، ضخامت پوستهٔ یخی و در نتیجه عمر اقیانوس آن مرتبط است.»

به بیان دیگر، اگر مقدار گرمای تولیدشده و از دست‌رفته تقریباً برابر باشد، نشان می‌دهد که اقیانوس زیرسطحی انسلادوس قدیمی و پایدار است، نه پدیده‌ای موقت. و این موضوع به‌شدت احتمال وجود شرایط مناسب برای شکل‌گیری حیات را افزایش می‌دهد.

از سوی دیگر، این پژوهش نشان‌ داد که داده‌های حرارتی می‌توانند برای تخمین ضخامت لایهٔ یخی قمرهای یخی بسیار مفید باشند؛ پارامتری که برای هر مأموریت آینده‌ای به مقصد انسلادوس یا سایر قمرهای اقیانوسی منظومهٔ شمسی حیاتی است.

پژوهشگران می‌نویسند:
«با فرض یک پوستهٔ یخی رسانا، شار گرمایی قطب شمال ضخامت یخی بین ۲۰ تا ۲۳ کیلومتر (با میانگین جهانی ۲۵ تا ۲۸ کیلومتر) را پیشنهاد می‌کند؛ مقادیری که با برآوردهای پیشین از ساختار پوستهٔ یخی مطابقت دارد.»

انسلادوس یکی از امیدبخش‌ترین مکان‌ها برای جستجوی حیات در منظومهٔ شمسی است. مجموعهٔ گستردهٔ شواهد نشان می‌دهد که حیات میکروبی می‌تواند در اقیانوس آن شکل گرفته باشد. این پژوهش جدید نیز این احتمال را با ارائهٔ شواهدی از پایداری بلندمدت محیط زیست زیرسطحی تقویت می‌کند.

با این حال، تنها راه قطعی برای دانستن این‌که آیا در آنجا واقعاً حیات وجود دارد، فرستادن یک فضاپیما برای نمونه‌برداری از اقیانوس یا فواره‌های انسلادوس است.

نویسندهٔ اصلی مقاله، دکتر مایلز، در بیانیه‌ای مطبوعاتی می‌گوید:
«استخراج تغییرات بسیار ظریف دمای سطح که ناشی از خروج گرمای رسانشی انسلادوس است – در میان تغییرات روزانه و فصلی دما – کاری بسیار دشوار بود و تنها به لطف مأموریت طولانی‌مدت کاسینی ممکن شد. این مطالعه نشان می‌دهد که برای دنیای اقیانوسیِ دارای پتانسیل حیات، ضرورت دارد که مأموریت‌های بلندمدتی طراحی شوند، چراکه گاهی اسرار در داده‌ها پنهان می‌مانند و تنها سال‌ها بعد آشکار می‌شوند.»

متأسفانه زحل فاصلهٔ بسیار زیادی از زمین دارد و سفر به آن ساده نیست. در حالی که مأموریت JUICE آژانس فضایی اروپا و Europa Clipper ناسا به سوی اروپا – یکی دیگر از قمرهای یخی دارای اقیانوس – در راه است، مأموریت به انسلادوس همچنان در مراحل ابتدایی طرح‌ریزی قرار دارد.

با وجود تمام این چالش‌ها، امید می‌رود که در آیندهٔ نه‌چندان دور، فضاپیمایی به سوی این قمر شگفت‌انگیز فرستاده شود؛ قمری که شاید یکی از معدود مکان‌های خارج از زمین باشد که به‌راستی میزبان زندگی است.