ماه اروپا قابل سکونت است؟
ضمیمه دانش روزنامه اطلاعات نوشت: «اروپا» نام یکی از شصتودو ماه سیاره مشتری است. این ماه در سال ۱۶۱۰میلادی توسط گالیله کشف شد. چهار ماه از بزرگترین ماههای مشتری بهترتیب دوری از این سیاره عبارت هستند از: آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو. اروپا ششمین قمر نزدیک به سیاره مشتری بهاحتمال زیاد پس از زمین دومین منطقه پشتیبان حیات در منظومه شمسی است. پژوهشهای گذشته محققان از وجود اقیانوسی از آب زیر سطح اروپا خبر داده بود.
این قمر دارای سطحی از یخ صاف و ترکخورده است و بیش از سه برابر زمین منابع آبی دارد، با این حال بررسی و مطالعه آن کاری دشوار است و فناوریهای مخصوص به خود را میطلبد.
مطالعه اروپا به این دلیل دارای اهمیت است که میتواند قمری برای یافتن حیات فرازمینی در کهکشان راه شیری باشد.
زیرا میزان اکسیژن و لایههای سطحی یخزده اروپا برای حمایت از نمونههای زیادی از حیات ازجمله جانوران میکروسکوپی کافی است.
در حال حاضر هیچ مدرک یا نشانهای مبنی بر وجود حیات در این ماه کشف نشدهاست اما پژوهشگران امیدوار هستند که با مطالعات بیشتر بتوانند به شناخت کاملتری از این قمر دست پیدا کنند.
همانطور که دانشمندان ناسا به پژوهشهای خود برای یافتن نشانهای از حیات در مریخ باستان ادامه میدهند، از سوی دیگر امیدوار به یافتن نشانههایی از زندگی در ماه اروپا نیز هستند.
سیارهشناسان میدانند که ماه اروپا تقریباً بهطور همزمان با سایر اجرام منظومه شمسی یا حداقل با اختلاف چند ده میلیون سال از آن به وجود آمدهاست و بنابراین اروپا یک ماه جوان محسوب نمیشود. بهعلاوه پوسته اروپا برخلاف پوسته زمین که از مواد سنگی ساخته شده، پوشیده از یخ است. فعالیتهای زمینشناسی بهنحویکه روی زمین شاهد آن هستیم نیز در سطح این ماه مشاهده نمیشود. از سوی دیگر، اروپا بدون اتمسفر است و بنابراین نه فرسایش خاک در آن رخ میدهد و نه اجرام مهاجم پیش از برخورد با سطح ماه در لایههای جو سوخته و تبخیر میشوند.
از طرفی با توجه به فاصله نزدیک این ماه به سیاره خود یعنی مشتری که فقط ۶۷۱ هزار کیلومتر است، انتظار میرود اروپا به دلیل گرانش قوی مشتری که سیارکها و شهابسنگها را بهسوی خود جذب میکند، آماج حملات این تکه سنگهای مهاجم باشد.
تمامی این عوامل موجب شد سیارهشناسان اعلام کنند که اروپا احتمالاً در لایههای درونی خود دارای یک منبع تولید انرژی و حرارتی است که موجب جریان آب مایع جایی حدود ۱۵ کیلومتر پایینتر از خارجیترین لایه یعنی پوسته آن میشود.
این جریان متداوم مایعات در زیر پوسته موجب بروز تغییرات در سطح آن و تغییرشکل دادن و پر شدن دهانههای برخوردی ناشی از تصادم شهاب سنگها میشود. سیارهشناسان با محاسبه تعداد دهانههای برخوردی که امروزه بر سطح اروپا دیده میشوند، دریافتند که از عمر پوسته این قمر بهطور میانگین ۱۰ میلیون سال بیشتر نمیگذرد.
بسیاری معتقد هستند گرمای ماه اروپا ناشی از پدیدهای است که به آن گرمایش جذر و مد گرانشی گفته میشود. پوسته تمامی اقمار منظومه شمسی ازجمله ماه زمین تحت تأثیر نیروی گرانش سیارات خود مدام در حال تغییر هستند. این تغییرات در اغلب اقمار بسیار جزئی و در طول زمانهای کوتاه بسیار نامحسوس است.
سطح اقمار در نتیجه این فرآیند منبسط و منقبض میشود که این امر موجب بروز اصطکاک، تولید حرارت و گرم شدن آنها میشود. طبیعی است که هرچه ماه به سیاره مادر خود نزدیکتر و هرچه آن سیاره دارای نیروی گرانش قویتری باشد، گرمای ناشی از جذر و مد گرانشی بیشتر است.
البته اقمار منظومه شمسی نیز روی سیارات خود چنین تأثیر متقابلی میگذارند اما به دلیل جرم کمتر و به دنبال آن نیروی گرانش ضعیفتری که نسبت به سیارات خود دارند، چنین تأثیراتی بیشتر قابلچشمپوشی است.
روی ماه اروپا، میدان جاذبه مشتری جزر و مدهای داخلی را ایجاد میکند که انرژی تولید کرده و آب را گرم میکنند و آن را به حالت مایع نگه میدارند.۲۰ جریان گرمابی در عمق دریاهای ماه اروپا وجود دارند. دریاهایی که غنی از مولکولهایی است که پایه تولد هیدروکربورها هستند و هیدروکربورها نیز اجزای اولیه تشکیلدهنده جانداران هستند.
پیش از اعزام فضاپیماهای وویجر به مأموریت خود، دانشمندان تصور میکردند تمامی اقمار منظومه شمسی مانند ماه زمین جهانهایی مرده هستند که امکان بروز و دوام زندگی روی آنها به هیچوجه حتی قابل بررسی هم نیست. تصاویر جدیدی که وویجرها از اروپا در سال ۱۹۷۹ ارائه دادند، ثابت کرد چنین دیدگاهی نادرست است و ازآنپس اقمار سیارات نیز مورد توجه کاوشگران حیات قرار گرفتند.
از آنجا که ماه اروپا خارج از کمربند حیات منظومه شمسی قرار داشت، دستاورد مهم دیگری که اطلاعات ارسالی وویجرها برای کاوشگران حیات دربرداشت این بود که آنان دریافتند جهانهایی که خارج از این محدوده و در فواصل زیادی از منبع اصلی تولید انرژی یک منظومه که ستاره آن است، قرار دارند نیز چنانچه دارای منابع حرارتی درونی باشد و در اثر فرآیندهایی همچون گرمایش گرانشی یا زوال رادیواکتیو که در نیمکره جنوبی تایتان، ماه زحل، رخ میدهد، بتوانند انرژی مورد نیاز خود را تأمین کنند باید در زمره مکانهایی با احتمال ایجاد شرایط حیات و حتی وجود آب مایع محسوب شوند.
از آن زمان بود که در جستجو به دنبال حیات، اقمار سیارات گازی منظومه شمسی دیگر حتی از سیاره مریخ نیز بیشتر مورد توجه قرار گرفتند و مطالعات بیشتری در این زمینه روی این اقمار آغاز شد.
ابعاد ماه اروپا تقریباً با سیاره ماه زمین برابری میکند با این تفاوت که از لایه خارجی مسطحتری برخوردار است. بهبیاندیگر پستیوبلندی و آثار برخوردهای کیهانی کمتری در سطح این قمر به چشم میخورد.
شواهد قدرتمندی ازجمله میدان مغناطیسی متغیر این قمر نشان میدهند اروپا، جرم یخی که مدار سیاره مشتری را دور میزند، از اقیانوسی بزرگ برخوردار است که در عمق ۱۰ مایلی از سطح آن نهفته شده است.
در چنین عمقی احتمال وارد شدن آب گرم و مواد مغذی توسط فعالیتهای آتشفشانی وجود دارد و به این شکل نیز احتمال به وجود آمدن بستری مناسب برای شکل گرفتن نمونههای سادهای از زندگی به وجود خواهد آمد.
شواهد و تصاویر بهدستآمده از پژوهشهای فضاپیمای گالیله نشان میدهد امکان وجود اقیانوسهایی از آب مایع در زیر سطح یخی این ماه وجود دارد که این احتمال تلاش سازمانهای فضایی ازجمله ناسا و سازمان فضایی اروپا را برانگیخته است.
پژوهشگران بر این باور هستند درصورتیکه بتوان نظریه تمرکز مواد غذایی را در اعماق اقیانوسهای زمین به اثبات رساند شاید بتوان وجود صدها سلول زیستی را در رسوبات مرطوب مریخ یا ماه اروپا نیز به اثبات رساند. در حال حاضر ماه اروپا اصلیترین مقصد دانشمندان علوم فضایی برای یافتن زندگی فرازمینی محسوب میشود.
دانشمندان این نظریه محتمل را مطرح میکنند که در زیر سطح یخزده اروپا، اقیانوس عظیم آب شور وجود داشته باشد. آنها تخمین میزنند ابعاد این اقیانوس دو برابر کل اقیانوسهای زمین باشد.درصورتیکه این اقیانوس وجود داشته باشد آن گاه باید گفت که شرایط برای وجود یک اکوسیستم سراسری مهیا است.وجود اقیانوس عظیمی از آب، عناصر مورد نیاز برای تشکیل حیات و انرژی لازم جهت ادامه حیات سه فاکتور مهمی است که دانشمندان معتقدند در این ماه مشتری وجود دارد.
دنیایی پوشیده از یخ روی اروپا، نشانهای امیدوارکننده از اقیانوسهای آب مایع را در زیر سطح این قمر نشان میدهد.
چنین محیطی میتواند بهطور بالقوهای زیستگاه مناسبی برای حیات میکروبی باشد.
همچنین شواهد بهدستآمده حاکی از وجود آب سطحی روی سطوح یخ زده این ماه است. پژوهشگران ناسا در سالهای اخیر با استفاده از تلسکوپ «هابل» شواهدی را مبنی بر احتمال وجود یک اقیانوس بسیار بزرگ و همچنین آب روی سطح قمر یخ زده کشف کردند.
شواهد دیگری نیز مبنی بر وجود یک دریا در ماه کوچک مشتری به نام انسلادوس بهدستآمده است.
این یافتهها میتوانند فرضیه وجود بیگانگان فضایی را در منظومه شمسی بیش از گذشته تقویت کنند.دانشمندان ناسا معتقد هستند که با توجه به یافتههای جدید میتوان امیدوار بود که آب و سایر موادی که در اقیانوس مخفی اروپا وجود دارد میتواند روی سطح این ماه هم یافت شود و فرصتی برای مطالعه دقیقتر در مورد وجود زندگی در یکی از بزرگترین اقمار مشتری باشد.
در حال حاضر تصور میشود که اقیانوس بزرگ در زیر ماه اروپا، آب را نزدیک به سطح این ماه انتقال میدهد.
این یافتهها با کمک دوربین ماوراءبنفش که روی تلسکوپ فضایی هابل نصب شده، بهدستآمده است.
درصورتیکه این ماه دارای حیات باشد ما نیاز داریم مادهای را که از سطح بهطرف عمق ماه و زیر این دریاچه میرود را در اختیار داشتهباشم. این دریاچه میتواند محیطی ایدهآل برای تولد حیات یا ایجاد کانالهایی برای تشکیل ترکیبات آلی سطحی باشد. این کشف بسیار مهمی است اما برای بررسی به اطلاعات بیشتری نیاز دارد.
مأموریت فضاپیمای کلیپر
کاوشگر «اروپا کلیپر» (Europa Clipper) متعلق به ناسا برای مطالعه ماه اروپا در در ۱۴ اکتبر با موشک «فالکون هوی» (Falcon Heavy) شرکت اسپیس ایکس از مرکز فضایی کندی در فلوریدا پرتاب شد و مأموریت خود را آغاز کرد.این فضاپیما در مارس ۲۰۲۵ یک کمک گرانشی از مریخ خواهد گرفت. این مانور به این فضاپیما کمک میکند تا سرعت لازم را برای سفر طولانی خود به دست آورد.
اروپا کلیپر یکی از پیچیدهترین فضاپیماهای ساخته شده تا به امروز است و نخستین فضاپیمایی به شمار میرود که قابلیت سکونت را در یک جهان اقیانوسی بررسی میکند.
اروپا کلیپر پس از بهرهمندی از گرانش مریخ و زمین و طی کردن مسافت ۲.۹ میلیارد کیلومتر در سال ۲۰۳۰ به مقصد خواهد رسید.فضاپیمای اروپا کلیپر به دور مشتری خواهد چرخید و ۴۹ پرواز را از نزدیکی ماه اروپا انجام خواهد داد تا دادههای مورد نیاز را برای تعیین قابلیت پشتیبانی از زندگی در زیر پوسته یخزده ضخیم آن جمعآوری کند.
مشتری توسط یک میدان مغناطیسی غولپیکر احاطه شده که ۲۰ هزار برابر قویتر از زمین است. همانطور که میدان مغناطیسی میچرخد، ذرات باردار را جذب میکند و به آنها شتاب میدهد و تشعشعی را به وجود میآورد که میتواند به فضاپیما آسیب برساند.
مهندسان مأموریت، یک طاق را برای فضاپیما بهمنظور محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس در برابر تشعشعات طراحی کردند و مدارهایی را نیز تعبیه کردند که زمان سپری کردن اروپا کلیپر را در بیشتر مناطق پرتشعشع اطراف مشتری محدود میکند.
برای تعیین قابلیت سکونت قمر اروپا، فضاپیمای اروپا کلیپر باید فضای داخلی، ترکیب و زمینشناسی آن را ارزیابی کند. این فضاپیما ۹ تجهیزات علمی و یک آزمایش گرانشی را به همراه دارد که از سیستم مخابراتی استفاده میکند. بهمنظور به دست آوردن بهترین اطلاعات در طول هر پرواز، همه تجهیزات علمی بهطور همزمان در هر گذر کار خواهند کرد. سپس دانشمندان دادهها را در کنار هم قرار خواهند داد تا تصویر کاملی را از قمر اروپا ترسیم کنند.
اگر مأموریت مشخص کند که ماه اروپا قابل سکونت است، امکان دارد جهانهای قابل سکونت دیگری نیز در منظومه شمسی و فراتر از آن وجود داشته باشد.
زندگی روی یخ
یخ موجود روی سطح اروپا مانند آب از هیدروژن و اکسیژن شکل گرفته است و جریان مداوم تشعشعاتی که از مشتری به این ماه وارد میآید با این یخها واکنش نشان میدهد و اکسیژن آزاد و دیگر اکسیدانها از قبیل پروکسید هیدروژن به وجود میآورد. همچنین لایههای غنی از اکسیژن این یخ سطحی بسیار ضخیم و بهاحتمال زیاد این لایه کل پوسته ماه را در بر گرفته است.
دانشمندان سازمان ناسا جانداری میگو مانند و یک عروس دریایی را ورای صفحه یخی بزرگی در قطب جنوب زمین کشف کردند و هنوز در حال بررسی معمای منبع غذایی این جاندار در چنین محیط تاریک و سردی هستند زیرا باوجوداین که برخی میکروبها میتوانند در چنین محیطی غذای خود را فراهم کنند، جانداران پیچیدهای مانند «آمفیپادها» قادر به این کار نیستند. این کشف باعث شد دانشمندان درباره اطمینان خود از وجود نداشتن حیات در محیطهای خشن و نامناسب تجدیدنظر کنند و به این نکته بیاندیشند که اگر موجودات میگو مانند میتوانند در اعماق بیش از ۱۸۰ متری آبهای قطب جنوب زمین و در زیر صفحات یخی زندگی کنند آیا امکان وجود آنها در محیطهایی مشابه اما فرازمینی مانند ماه اروپا وجود خواهد داشت؟
فرود بر اروپا سخت و دشوار است!
مناطق آشفته و حفرهها از مناطق مورد توجه دانشمندان برای فرود فضاپیماها هستند زیرا احتمال جاری شدن آب مایع در این مناطق وجود دارد و همین پدیده میتواند امکان جستوجو برای یافتن نشانههای حیات بدون نیاز به نفوذ به اعماق قمر را به وجود آورد. درعینحال این مناطق چندان خوشایند فضاپیماهایی که قصد فرود روی اروپا را دارند نخواهد بود زیرا بیش از نیمی از ساختار سطح در این مناطق شیبی بیش از ۱۰ درجه دارد؛ شرایطی که ادامه مطالعات برای کاوشگر اسپیریت در مریخ را با مشکل مواجه کرده بود.شیبدارترین سطوح در این مناطق ۲۰ تا ۳۰ درجه زاویه دارند و حتی ناهموارترین سطوح در اروپا از قله منحنی شکلی برخوردار است که میتواند برای فضاپیماها مشکلات جدی به وجود آورد. تنها سطح هموار باقی مانده «نوار دیلشنال» است که زاویه شیب آن پنج درجه یا کمتر است.
این مسیرها که دهها کیلومتر وسعت و صدها کیلومتر طول دارند زمانی شکل گرفتهاند که شکافهای موجود روی سطوح یخی در اثر کششهای گرانشی مشتری و دیگر قمرهای بزرگ این سیاره وسعت یافتهاند.این شکافها سپس بهواسطه آب پر شدهاند و وسعت آنها افزایش یافته است و به این شکل مسیرهای هموار و صافی را بهجا گذاشتهاند.
به دلیل سیلهایی که بهصورت مداوم در این شکافها جریان داشتهاند، این مناطق بسترهای مناسبی برای شکل گرفتن حیات به شمار میروند و به همین دلیل این سطوح یکی از نخستین مناطقی خواهند بود که مأموریتهای آتی روی آن انجام خواهد گرفت.
Authors: صاحبخبران - جدیدترین و آخرین اخبار ایران و جهان - علمی-فناوری