كانت المركبة الفضائية كاسيني التابعة لوكالة ناسا تبحث عن الأكسجين الذري منذ وصولها إلى زحل. اكتشف أن الشقوق الداكنة الكبيرة حول القطب الجنوبي كانت دافئة وتنفث بخار الماء وجزيئات الجليد. ومن المقرر أن تقوم كاسيني بإلقاء نظرة ثانية في عام 2008 عندما ستقوم برحلة طيران قريبة أخرى.
لا يمكن الخلط بين الأكسجين الذري والعطور باهظة الثمن. ولكن كما أن العطر العالق في الهواء في غرفة فارغة يقدم تلميحات حول شاغل سابق ، فإن سحابة الأكسجين التي واجهتها المركبة الفضائية كاسيني عندما اقتربت من زحل اتضح أنها بطاقة اتصال من وجود سماوي آخر ، القمر الصغير إنسيلادوس.
كان الأكسجين أول دليل على أن هناك الكثير تحت سطح إنسيلادوس الجليدي أكثر مما ظهر لأول مرة. استغرق العلماء بعض الوقت لتلقي الرسالة. أدى تعقب مصدر الأكسجين إلى وصولهم إلى مكان غير معتاد في النظام الشمسي ، وهو مكان قد يحتوي على واحدة من أندر المواد وأكثرها رواجًا في الكون - الماء السائل.
الآن أنت تراه ، الآن أنت لا
قام مطياف كاسيني للتصوير بالأشعة فوق البنفسجية بإجراء مسحه الأولي لجو زحل في أواخر ديسمبر 2003 حيث اقتربت المركبة الفضائية من نهاية رحلتها التي استمرت سبع سنوات إلى الكوكب الحلق. إلى جانب الهيدروجين المتوقع ، المعروف منذ فترة طويلة أنه المكون الرئيسي لعملاق الغاز ، اكتشف جهاز الطيف الضوئي وجود الأكسجين. يقول الدكتور لاري إسبوزيتو من جامعة كولورادو ، الباحث الرئيسي عن الجهاز: "كنا أول من اكتشف الأكسجين في نظام زحل". وبما أن حلقات زحل مصنوعة في الغالب من جليد الماء ، فليس من المدهش العثور على مكون واحد من الماء ، الأكسجين ، في جو زحل ، كما يشرح. كان الأكسجين الذي لاحظوه في شكل ذرات أكسجين مفردة ، تسمى الأكسجين الذري ، مثل ذلك الموجود في الماء ، H2O.
في يناير 2004 ، عندما نظرت مرة أخرى إلى الغلاف الجوي لزحل ، وجدت فقاعة ضخمة من الأكسجين بالقرب من الحلقة الخارجية لكوكب زحل ، الحلقة E. وبعد ذلك ببضعة أشهر ، اختفى جزء كبير من الأكسجين. يقول إسبوزيتو: "ما يثير الدهشة هو كمية الأكسجين التي رأيناها وكيف تغيرت". "كانت هذه أول إشارة على حدوث شيء غير عادي."
يشرح إسبوزيتو: "كانت فكرتنا الأولى أن التصادمات بين الأقمار الصغيرة في الحلقات ستطلق نفثًا صغيرًا من الجليد وسيتحلل الجليد إلى ذراته ، أحدها سيكون الأكسجين الذري". "لقد طرحنا هذه الفرضية ، لكن الفكرة لا يبدو أنها تنجح."
ما نجح في ذلك هو مجموعة من الملاحظات في ربيع 2005 تظهر أن شيئًا غريبًا جدًا كان يحدث على القمر إنسيلادوس ، والذي يحدث للمدار داخل الحلقة E ، حيث تم اكتشاف سحابة الأكسجين الغامضة لأول مرة. أظهر مقياس مغناطيسي كاسيني أن القمر لديه جو. أصغر من أن يكون لديها ما يكفي من الجاذبية للتشبث بجو لفترة طويلة جدًا ، كان على إنسيلادوس أن يكون لديه مصدر ثابت للغاز ، مثل السخانات ، للحفاظ على استمرار الغلاف الجوي. اكتشف محلل الغبار الكوني تيارًا من الجسيمات حول إنسيلادوس. تساءل العلماء عما إذا كانت هذه الجسيمات قد تأتي من القمر أو من الحلقة E وإذا كان القمر نفسه ربما يكون مصدر جسيمات الجليد للحلقة E.
كانت فرق العلوم كاسيني حريصة على الحصول على نظرة فاحصة. أعاد الملاحون في البعثة تصميم مسار المركبة الفضائية لتقريبه من إنسيلادوس عما كان مخططا له من قبل. "إنها ميزة كبيرة لمهمة مثل كاسيني" ، وفقًا لإسبوزيتو. "أنت لا تطير مرة واحدة فقط ، يمكنك المتابعة عندما يبدو شيء ما واعدًا."
جاهز لصورة مقرّبة
في يوليو 2005 ، سافرت كاسيني على بعد 175 كيلومترًا فقط (109 ميلًا) من إنسيلادوس. كشفت أدوات المركبة الفضائية أن الشقوق الداكنة الكبيرة ، التي يطلق عليها "خطوط النمر" على القطب الجنوبي للقمر كانت دافئة وتنبعث منها بخار الماء وجزيئات الجليد.
حدث التحليق عندما كان نجم يتحرك خلف القطب الجنوبي للقمر. يقول إسبوزيتو: "عندما شاهدنا القمر يطفئ الضوء من النجم ، حدد مطياف الأكسجين". "أظهر ضوء النجوم جزيئات الماء بيننا - المركبة الفضائية - والنجم. أظهرت سحابة محلية من المياه بالقرب من إنسيلادوس ".
يقول إسبوزيتو: "تمكنا من قياس شكل السحابة ، وتقدير كمية المياه التي احتوتها ، ومعدل تدميرها وإنتاج الأكسجين". كمية المياه التي رأوها ، حوالي مليون طن ، كانت ضرورية تمامًا لتوفير سحابة من الأكسجين مثل تلك التي لاحظوها لأول مرة بالقرب من الحلقة E قبل أكثر من عام. يقول إسبوزيتو: "كانت هذه نتيجة ممتعة للغاية". "قمنا بقياس ظاهرتين جديدتين مميزتين ووجدنا أنهما يتناسبان معًا."
تم حل لغز الأكسجين الذري. في الوقت نفسه ، كشف مصدره ، إنسيلادوس الصغير ، أنه مختلف تمامًا عن القمر الجليدي البارد الميت الذي كان ينبغي أن يكون. صغير الحجم ، ولديه مصدر حرارة داخلي ونشط جيولوجيًا. تتخلص السخانات من كمية كافية من بخار الماء والجليد للحفاظ على الغلاف الجوي للقمر ، وتغذي الحلقة E الشاسعة ، وتتحلل إلى سحب من الأكسجين مثل تلك التي رصدتها كاسيني لأول مرة في طريقها إلى زحل.
ويقول العلماء إنه ليس بعيدًا عن سطح القمر الأبيض الثلجي ، قد يكون هناك برك كبيرة من الماء السائل ، يتم تسخينها بواسطة نفس مصدر الحرارة الذي يعمل على تشغيل السخانات. إمكاناتها للمياه تضع إنسيلادوس في مجموعة النخبة من الأماكن التي يمكن أن توجد فيها الحياة. ستعود مركبة كاسيني الفضائية عام 2008 لإلقاء نظرة أخرى.
لمعرفة المزيد عن إنسيلادوس ، انقر هنا.
المصدر الأصلي: NASA / JPL / SSI News Release
