أشعة الشمس تنعكس على بحيرات تيتان

التقطت مركبة الفضاء كاسيني التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية «ناسا» صورة فريدة تظهر فيها أشعة الشمس منعكسة من على سطح إحدى بحيرات القمر تيتان الذي يدور حول كوكب زحل، وهو ما يؤكد بجلاء وجود سوائل على هذه المنطقة من تيتان التي يعتقد العلماء أنها تضم العديد من البحيرات الشاسعة المساحة.
وكان علماء كاسيني يفتشون عن هذا التلألؤ، المعروف أيضا باسم الانعكاس المرآوي، منذ أن بدأت كاسيني في الدوران حول الكوكب ذي الحلقات في العام 2004.
لكن النصف الشمالي للقمر تيتان، الذي يضم بحيرات أكثر من النصف الجنوبي، كانت تلفه ظلمة الشتاء، وكانت الشمس قد بدأت في السطوع مباشرة فوق بحيرات النصف الشمالي أخيرا فقط بعد أن وصلت إلى الاعتدال الربيعي (وهي النقطة التي يتساوى عندها الليل والنهار، وهي تحدث مرتين في العام، في بداية فصلي الربيع والخريف) في أغسطس الماضي، التي أذنت ببداية فصل الربيع في النصف الشمالي للقمر تيتان، وكان الغلاف الجوي الضبابي للقمر تيتان قد أسهم أيضا في حجب انعكاسات ضوء الشمس عند معظم الأطوال الموجية، وقد التقطت هذه الصورة الفريدة في 8 يوليو الماضي باستخدام مطياف التصوير البصري وبالأشعة تحت الحمراء على متن كاسيني، وأعلن عنها لأول مرة في 18 ديسمبر الماضي، في اجتماع الخريف للجمعية الأمريكية للجيوفيزيائيين الذي عقد في سان فرانسيسكو.
ويقول بوب بابالاردو أحد علماء فريق كاسيني في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بولاية كاليفورنيا: «هذه الصورة تنقل لنا الكثير عن القمر تيتان- غلافه الجوي الكثيف، وبحيراته السطحية وطبيعته الغريبة، إنه اقتران فريد بين العوالم الغريبة والتشابه مع كوكب الأرض، وهذه إحدى الصور الأيقونية التي التقطتها المركبة كاسيني».
وقد خلب القمر تيتان، أكبر أقمار كوكب زحل، لب علماء الفلك منذ أمد بعيد بسبب أوجه الشبه العديدة التي تجمعه بكوكب الأرض، وقد أدركوا نظريا منذ 20 عاما أن سطحه البارد يحتوي على بحار أو بحيرات من الهيدروكربونات السائلة، الأمر الذي جعله الجرم السماوي الوحيد إلى جانب الأرض الذي يضم سوائل على سطحه، وبينما لم تجزم البيانات الواردة من المركبة كاسيني بوجود بحار شاسعة، فإنها كشفت عن بحيرات كبيرة بالقرب من قطبي تيتان الشمالي والجنوبي.
وفي العام 2008، أكد علماء كاسيني، من خلال تحليل البيانات تحت الحمراء، وجود سوائل في «بحيرة أونتاريو»، أكبر البحيرات في نصف الكرة الجنوبي للقمر تيتان، لكنهم بقوا ينتظرون الدليل القاطع على وجود البحيرات في نصف الكرة الشمالي، حيث يعتقدون أن البحيرات أكبر.
وكانت كاترين ستيفان، الباحثة في مركز علوم الفضاء في ألمانيا والعضو المشارك في فريق تحليل صور المركبة كاسيني، تعالج الصورة الأولية وكانت أول من لاحظ الانعكاس في 10 يوليو الماضي.
وتقول عن تلك اللحظة: «غمرتني الإثارة لأن الصورة ذكرتني بصورة لكوكبنا من الفضاء تظهر انعكاسا لضوء الشمس من سطح أحد المحيطات، لكن تعين علينا أن نقوم بمزيد من العمل للتأكد من أن التلألؤ الذي شاهدناه لم يكن برقا أو انفجارا لأحد البراكين».
وأجرى أعضاء الفريق في جامعة أريزونا بتوسكون المزيد من الدراسة على الصورة وقارنوها بصور أخرى التقطت بين العامين 2006 و2008 بالرادار وبالضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء، وأدركوا لاحقا أن الانعكاس صدر من منطقة الشاطئ الجنوبي لبحيرة تسمى «كراكن مير Kraken Mare»، وهي بحيرة تغطي مساحتها نحو 400 ألف كيلومتر مربع، أي أن مساحتها أكبر من مساحة بحر قزوين، أكبر بحيرة على كوكبنا.
وبينت دراساتهم أن ساحل بحيرة كراكن مير ظل مستقرا على مدى السنوات الثلاث الأخيرة، وهو ما يعني أن القمر تيتان يحتوي على دورة هيدروكربونية شبيهة بالدورة المائية لكوكبنا، تضمن ثبات حجم السوائل على السطح، وفي هذه الحالة، فإن السائل في الدورة الهيدروكربونية هو الميثان، وليس الماء كما هو الحال على كوكبنا،
ويقول رالف جوامان أحد علماء كاسيني: «هذه النتائج تذكرنا بمدى فرادة القمر تيتان في مجموعتنا الشمسية، لكنها تبين أيضا أن السوائل تتمتع بقوة هائلة في تشكيل السطوح الجيولوجية بالطريقة نفسها، بغض النظر عن نوع هذه السوائل».
ودفعت هذه النتائج فريقا من علماء الفلك إلى اقتراح إرسال «قارب» إلى إحدى بحيرات القمر تيتان، ورشح العلماء بحيرة «ليجيا مير Ligeia Mare»، وهي عبارة عن مساحة شاسعة من الميثانِ السائلِ تقع في النصف الشمالي من قمرِ زحلِ الأكبرِ، واقترح العلماء إدراج هذا المشروع ضمن برنامج المهام المقبلة لوكالةِ الفضاءِ الأمريكيةِ.
وإذا قبلت «ناسا» هذه الفكرة، فستكون تلك هي المرة الأولى التي يستكشف الإنسان فيها بحرا خارج الكرة الأرضية، وتقول د، إلين ستوفان رئيسة فريق العلماء الذي قدم الاقتراح لـ«ناسا»: «سيكون الأمر شيئا أخاذا، فقصّة الاكتشافات الإنسانية على الأرضِ ارتبطت بالملاحةِ وركوب البحار، وبالتالي فإن فكرة أَن نَستكشفَ بحرا للمرة الأولى في الفضاء الخارجي لا بد أن تخلب لب أغلب الناسِ».
وعرضت د، ستوفان، التي تشغل أيضا منصب أستاذ فخري في جامعة «يونيفرسيتي كليدج» في العاصمة البريطانية لندن، فكرتها أمام اتحاد الجيوفيزيائيين الأمريكيين في اجتماعه الذي عقد في ديسمبر الماضي، وهو أكبر تجمع للعلماء المتخصصين في دراسة الأرض.
وكانت مهمة كاسيني- هيوجين قد انطلقت في العام 1997 لاستكشاف زحل وأقماره، وهي الأولى من نوعها، وتجري المهمة بتعاون بين ناسا، التي صنعت المركبة كاسيني، ووكالة الفضاء الأوربية «إسا»، التي قدمت المسبار هايغنز الذي حط على تيتان.
وكان من المقرر أن تنتهي المهمة في يوليو 2008، لكن تم تمديدها حتى بعد العام 2010، ودخلت المركبة الفضائية إلى مدار زحل في الأول من يوليو 2004 بعد رحلة دامت سبعة أعوام عبرت خلالها مسافة قدرها 5.3 مليارات كلم.
والواقع أن تحليل البيانات والمعلومات التي أرسلتها المركبة كاسيني كشف للعلماء أن القمر تيتان يشبه الأرض أكثر من أي كوكب أو جرم سماوي آخر في مجموعتنا الشمسية، وبينت تلك المعطيات أن القمر تيتان فيه تضاريس جبلية، ووديان رملية، والعديد من البحيرات، بل وربما براكين، وهي في مجموعها تجعله قريب الشبه جدا من كوكب الأرض.
ويبعد القمر تيتان عنا نحو عشرة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس، كما انه أبرد كثيرا، إذ تصل درجات الحرارة فيه إلى نحو 180 درجة مئوية تحت الصفر، لكن لا وجود للماء فيه.
وكان علماء ناسا قد اكتشفوا من قبل وجود الإيثان وهيدروكربونات بسيطة أخرى في الغلاف الجوي للقمر تيتان، ويتكون الغلاف الجوي لتيتان من 95 في المائة نيتروجين، بينما يمثل الميثان الخمسة في المائة الباقية، ويتكون غاز الإيثان والهيدروكربونات الأخرى نتيجة التفاعلات الكيميائية الناتجة عن تكسر الميثان بتأثير أشعة الشمس.
وتتفاعل بعض هذه الهيدروكربونات لتكون جزيئات عالقة، وكل هذه الأشياء في الغلاف الجوي لتيتان تجعل من الصعب التعرف على المركبات الكيميائية على سطحه، لأنها تكون ضبابا هيدروكربونيا يعيق الرؤية، وتم التعرف على غاز الإيثان من خلال استخدام تقنية تزيل تداخل الهيدروكربونات الموجودة في غلافه الجوي.
وتشير المعلومات أيضا إلى أن مواد كيميائية مثل الميثان والإيثان والبروبان قد حلت مكان الماء على سطح القمر تيتان، وتتساقط هذه المواد على سطح هذا القمر كما يسقط المطر أو الثلج على كوكبنا، مكونة بحيرات، وهو ما يجعل طقسه شبيها إلى حد كبير بطقس الأرض، وقد أظهر تيتان أدلة دامغة على وجود ظواهر مثل التبخر، وهطول الأمطار، ووجود قنوات تصب في بحيرات هيدروكربونية.
وكما توجد على الأرض دورة هيدرولوجية تعتمد على المياه، فإن هناك دورة مماثلة على سطح تيتان تعتمد على الميثان.