How the Universe Works - Eleventh Season

به دور زحل، این سیاره باشکوه با حلقه‌های غول‌پیکرش

.قمرهای خارق‌العاده‌ای در گردش‌اند

،دقیق‌تر که نگاه ‌کنیم

متوجه می‌شیم که هرکدام از این قمرها .دنیای خاص خودشون رو دارند

.مدام در حال حرکت و خیلی شبیه به زمین ما

،تقریباً یک میلیارد مایل دورتر از خورشید

.این اجسام یخی می‌توانند زمین دوم باشند

قمرهای زحل محتمل‌ترین مکان‌هایی

در منظومه شمسی هستند که امکانِ

.حیات فرازمینی‌ها در اون‌ها وجود داره

،ما با هر مأموریت جدید کاوشگرها

به راز و رمز قمرهای زحل نزدیک‌تر و .نزدیک‌تر می‌شویم

اکتبر سال 2019 میلادی

،اخترشناسان 20 قمر جدید را کشف کردند

.که به دور غول گازی "زحل" در چرخش بودند

این اجرام کوچک تقریباً 3 مایلی

.تعداد قمرهای زحل را به 80 عدد می‌رسانند

و آن را به یکی از پرقمرترین سیاره‌های .منظومه شمسی تبدیل می‌نمایند

،نمی‌خوام که محبوب ترین‌هام رو نام ببرم ولی از بین سیاره‌های منظومه شمسی

زحل رو به‌عنوان سیاره موردعلاقه‌ام .انتخاب می‌کنم

این سیاره به طرزی باورنکردنی ،زیبا و باشکوهه

،زحل دنیای شگفت‌آوری از حلقه‌ها و قمرهاست

و راز و رمزی که در هر کدوم از این .اجرام وجود داره

فضاپیمای تحقیقاتی وُیجر برای اولین بار زحل و حلقه‌های آن را

.از نزدیک به ما نشان داد

دو دهه بعد، فضاپیمای کاسینی

.تصاویر بیشتری از قمرهای زحل را ثبت کرد

.آن‌ها قمرهای پرومتئوس، پاندورا و اطلس بودند

و بزرگ‌ترینشان تایتان که منبعی از اسرار

.پنهان را در خود دارد

،حالا قمر میماس رو داریم که نسبتاً کوچکه

.و قمرهای تِتیس و دیون که بزرگ‌ترند

...دو جفت قمر جانوس و اِپی‌مِتئوس هستند

.که احتمالاً در گذشته یک قمر بودند

یاپتوس هم هست که یک‌نیمه سفید روشن

و نیمه دیگرش مثل قیر سیاه رنگه؛

این رنگ‌آمیزی به طرح یین و یانگ .شباهت داره

هرکدام از قمرهای زحل

.داستان منحصربه‌فرد خودشون رو دارند

در سال 2005 میلادی، فضاپیمای کاسینی

موضوع هیجان‌انگیزی را در مورد .یکی از این قمرها کشف کرد

.بله، اِنسلادوس

این قمر از کوچک‌ترین قمرهای زحل .محسوب میشه

،مساحت 300 مایل اون

.تقریباً با مساحت ایالت کلرادو برابره

دوربین‌های کاوشگر تصاویری رو ثبت کردن

که در اون‌ها توده‌های بخار آب با سرعت 800 مایل در ساعت

.از اِنسلادوس بیرون می‌زدن

این مقدار سه برابر قدرتمندتر از

.تمام چشمه‌های آب گرم یِلو اِستونه

کشف این آبفشان‌ها روی سطح کوچک

،انسلادوس که به نظر سرد و مرده میاد

کاملاً دیدگاه ما رو نسبت به ماهیتِ .این قمر تغییر داده

.زندست، اون قمر زندست

من دوست دارم روی سطح انسلادوس بایستم

و بخار آب و بلورهای یخی که با سرعت

مافوق صوت از سطحش بیرون میزنن

.رو با چشم خودم ببینم

رادارهای کاسینی زیر سطح یخ‌زده

،اِنسلادوس را به‌صورت عمیق بررسی کرده

و نشانه‌هایی از هسته‌ای سنگی

.و چیزی شگفت‌انگیزتر از آن را پیدا کردند

،زیر اون لایه یخی ضخیم

.اقیانوس آبی وجود داره

بخش بزرگی از لایه درونی انسلادوس

،عمقی برابر با 6 مایل داره

به خاطر همین عمق، در هنگام چرخش

.در محور حلقه زحل تکان‌هایی می‌خوره

به‌عنوان‌مثال فرض کنید مایعی داخل توپی .توخالی بریزید و روی یک سطح هلش بدید

به خاطر وجود این مایع در داخل توپ

.به‌طور طبیعی در حرکتش لرزش دیده میشه

اقیانوس‌های غول‌پیکر سرشار از ،مایع در یک جهان بیگانه

.احتمالات جدیدی را برای ما ممکن می‌سازند

با کشف آب در این مکان‌ها .شاید نشانی از حیات هم پیدا کنیم

اگر 20 سال قبل از من می‌پرسیدید که

در کجای منظومه شمسی به‌جز زمین ،می‌تونیم اثری از حیات پیدا کنیم

قطعاً آخرین گزینه‌ای که انتخاب می‌کردم

.قمرهای زحل بود

،ولی با تمام اوصاف

به نظر میاد که این قمر یخیِ کوچک که به دور زحل می‌گرده

،و میلیارد مایل از خورشید دورافتاده

شاید بهترین انتخاب ما برای .پیدا کردن حیات باشه

،جولای سال 2021 میلادی

اطلاعات فضاپیمای کاسینی دوباره .بررسی و آزمایش شد

و مقدار بسیار زیادی از گاز متان را .شناسایی نمود

این مقدار زیاد از ماده نمی‌تواند تنها به دلیلِ

.فرآیندهای ژئوشیمیایی به وجود آمده باشد

شاید به دلیل تجزیه شیمیایی مواد طبیعی

در اقیانوس‌های اِنسلادوس این مقدار ،متان آزاد شده

یا شاید طی فرآیندهای شیمیایی‌ ناشناخته‌ای .به وجود آمده‌اند

ولی احتمال می‌رود که تولید متان

،با کمک میکروارگانیسم‌ها انجام شده باشد

درست مانند اتفاقاتی که روی زمین .شاهدش هستیم

اِنسلادوس در اعماق اقیانوس‌هایش بسیار به کره زمین

،در دوره اولیه پیدایش حیات شباهت داره

چراکه برای ما مشخص شده فرآیندهای شیمیایی مشابهی

در انسلادوس در جریان‌اند که قبلاً مشابه .اون‌ها در زمین رخ دادند

این فرآیندهای سوخت‌وساز

به‌وسیله مجاری گرمابی در سطحِ سردِ

،کفِ اقیانوس‌های زمین انجام می‌شدند

و مواد شیمیایی حاصله را .به درون آب‌های اقیانوسی آزاد می‌کردند

مجاری گرمابی کف دریا فرصت خوب و سودمندی

.برای تکامل حیات به وجود آوردند

شکاف‌هایی در پوسته زمین وجود داره که

مواد داغ حاصله از فرآیندهای شیمیایی از .اون‌ها با فشار به درون اقیانوس می‌ریزند

این همون انرژی و نیرومحرکه‌ی لازم

.برای پیدایش حیات هست

،و لازمه دیگرش وجود آبه .در اینصورت همه چیز در اختیارمونه

شروع تکامل و نمو حیات به همه این انرژی‌ها

.و منابع موجود در کنار هم نیاز داره

مجاری گرمابی روی کره زمین متان ،تولید می‌کند

.اما به مقدار بسیار ناچیز

میکروارگانیسم‌های اطراف این مجاری

.باقی متان‌ها را تولید می‌کنند

شاید میکروارگانیسم‌های موجود در کف اقیانوس‌های انسلادوس هم

.روندی مشابه را در پیش بگیرند

مجاری گرمابی انسلادوس میتونن مکانی عالی

برای تبدیل فرآیندهای شیمیایی به سوخت‌وسازهای بیوشیمیایی

.و درنهایت پیدایش حیات اولیه باشند

طبیعتاً گرمای هسته زمین انرژی لازمِ

.مجاری گرمابی را تأمین می‌کند

اما درون قمر انسلادوس چه چیزی در حال رخ دادن است؟

چطور این‌همه گرما میتونه از این قمر یخی

که در مدار بیرونی منظومه شمسی قرار داره به وجود بیاد؟

کاوشگر کاسینی روی سطح این قمر شکاف‌های ممتدی

،موسوم به "شیارهای ببری" شناسایی کردند

که آب‌های زیرسطحی از آن‌ها به بیرون .فوران می‌کنند

این شکاف‌های سطحی سرنخی از منشأ وجود آبفشان

.و انرژی درونی آن به ما می‌دهد

.ما نگاه دقیقی به مدار انسلادوس کردیم

و متوجه شدیم که مدار این قمر به دور زحل

.کاملاً به شکل دایره نیست

مدار انسلادوس تقریباً شکل بیضوی داره و این شکل به دلیل امواج و

نیروهای داخلی قمر و به‌مرور زمان .به وجود اومده

ما می‌تونیم اثر چنین نیروهایی رو در .یک توپ پلاستیکی مشاهده کنیم

وقتی قمر در مدار نزدیک به سیاره زحل قرار ،داشته باشه شکل کشیده‌تری به خودش می‌گیره

،و وقتی در فاصله دورتری از مدار سیاره باشه

به شکل اولیه‌اش برمی گرده؛ پس به‌مرور زمان

شکل قمر تغییر و تحول پیدا میکنه و همین کشش و نیرو باعث

.به وجود آمدن گرمای داخلی انسلادوس میشه

هسته گرم و سنگی قمر، دمای آب‌های ،اقیانوس را بالا می‌برد

و منبع گرما در کنار افزایش دما

باعثِ فوران آب از طریق آبفشان‌های ،سطحی می‌شود

درنهایت شرایطی به وجود می‌آورد که .امکان حیات را محتمل می‌کند

می‌تونیم منبع انرژی‌ای که باعث فوران آب

.از زیر سطح انسلادوس میشه رو ببینیم

ترکیب منبع انرژی این قمر

،و حجم آب زیرسطحی اون

رویدادهای آغاز پیدایش حیات بر روی زمین رو

.برای ما تداعی میکنه

،و اگر این مورد آخر رو در نظر بگیریم

شاید موجودات ریز و کوچکی در زیر سطح مایع یکی از

.قمرهای زحل وجود داشته باشن

زحل با تغییر شکل انسلادوس، شاید آن را

،به یک دنیای زنده تبدیل کند

اما قمرهای دیگر این سیاره خیلی .خوش‌شانس نیستند

،آن‌ها طی کشمکش‌های بی‌امان

.در حال فروپاشی‌اند

قمرهای متنوع زیادی به دور زحل ،در گردش‌اند

ازجمله تایتان، بزرگ‌ترین قمر با اندازه‌ای بیشتر از عطارد

تا کوچک‌ترین اجسام به بزرگی .استادیوم‌های ورزشی

به‌طور حتم اتفاق مهیجی رخ داده که

چنین سیستم پیچیده‌ای به وجود اومده

و در مقابل چشمان ما

.دچار تغییر و تحول میشه

برای اینکه تفاوت قابل‌توجه بین ،اندازه قمرها بهتر درک شود

باید جواب را در محور این قمرها

.به دور سیاره زحل جستجو کنیم

،بیشتر قمرها در محور زحل .مسیری یکسان دارند

.و این پدیده از روی شانس و اتفاقی نیست

حرکت قمرها از زمان پیدایش منظومه شمسی

.به همان نحو اولیه باقی‌مانده‌اند

پس می‌توان نتیجه گرفت که قمرها در زمان تشکیل سیاره زحل

.به وجود آمده باشند

،4.6میلیارد سال پیش

،غول‌گازی بدون حلقه‌ای از سنگ یخ و مواد گازی

بر روی "قرص‌های پیش سیاره‌ای" به وجود آمده

و قمرهایی در اطراف این توده گازی .شکل گرفتند

،این منشأ تولد بیشتر قمرهای زحل است

ولی نمی‌توان این فرضیه را برای اجرام تازه کشف‌شده در اطراف زحل بکار برد؛

چراکه محور گردش این اجرام .خلاف گردش زحل است

اگر قمری در خلاف جهت محور گردش ،سیاره درحرکت باشه

نمیتونه در هنگام تشکیل سیاره به وجود .اومده باشه

پس این اجرام باید از جای دیگه‌ای .اومده باشند

زحل این قمرها را از فضا به .سمت خود کشانید

اما از کجا؟

بررسی‌ها مشخص کرده که حدود 4 ،میلیارد سال پیش

یک تحول بزرگ در منظومه شمسی ،به وجود اومده بود

وقتی غول سیارات از شکل متراکم

،و نزدیک به هم فاصله گرفتند

کم‌کم در فضا تأثیرات متقابلی بر هم گذاشتند؛

به دورهم در گردش بودند، تا درنهایت

.در محور کنونی خودشون مستقر شدند

،در این پروسه بسیاری از اجرام کوچک

مثل شهاب‌سنگ و سیارک‌ها

از مکان‌های دور منظومه شمسی

.به فضای اطراف پرتاب شدند

،طی این تحولات باستانی

سیاره زحل بعضی از اجرام پراکنده در فضا .را به طرف خود کشاند

بسیاری از این اجرام در اطراف .سیاره تجمع کردند