كشف شواهد جديد از وجود آب در قمر اروپا

آرتور سي كلارك نويسنده‌ي شهير داستان‌هاي علمي تخيلي، پيش‌بيني كرده بود كه قمر اروپا ممكن است، مكان مناسبي براي شكل‌گيري حيات فرازميني باشد. اكنون با كشف شواهد جديد، به انديشه متخصصين مي‌رسد كه پيش‌بيني كلارك درست بوده است. آرتور سي كلارك، در رمان ۲۰۱۰: اديسه فضايي دوم، ايده‌ي وجود حيات در قمر اروپا را مطرح كرده بود. دانشمندان نتايج يافته‌هاي خود را روز دوشنبه در نشريه‌ي Nature Astronomy منتشر كردند.

اگر وجود اين آبفشان‌ها به اثبات برسد و دانشمندان بتوانند نشان دهند، اين بخارهاي آب به اقيانوس زير سطحي اروپا مرتبط‌ هستند، مي‌توان به كشف حيات در قمر مشتري اميدوار بود. چرا كه يافتن شواهدي از حيات در اعماق اين قمر يخي نياز به حفاري تا ۲۵ كيلومتر دارد (چنين عمليات حفاري، تاكنون حتي در زمين هم انجام نشده)، اما با وجود آبفشان‌ها، كاوشگرهاي آينده‌ي اروپا، بدون نياز به حفاري، قادر به نمونه‌برداري از اقيانوس‌هاي اروپا خواهند بود.

تصوير هنري از آبفشان‌هاي اروپا. اقيانوس عظيم اروپا كه ميزان آب آن دو برابر همه اقيانوس‌هاي زمين است، با لايه‌هاي يخي بسيار سرد و سختي كه ضخامتي نامشخص دارند محافظت مي‌شود

در ابتدا، برنامه‌ي ناسا فرستادن كاوشگر كليپر به مدار اروپا بود. اما ناسا در نهايت تصميم گرفت كه به‌علت تاثير شديد تابش‌هاي ناشي از سپر مغناطيسي مشتري در مدار اين قمر، كاوشگر كليپر را در يك مدار بيضوي در اطراف مشتري مستقر كند كه در آن كليپر مي‌تواند، در نهايت ۴۵ ماموريت گذر نزديك را در اروپا انجام دهد. ژيانج جيا، فيزيكدان فضايي از دانشگاه ميشيگان و نويسنده اصلي پژوهش جديد، گفت:

فرضيه وجود آبفشان در قمر اروپا، رفته رفته به واقعيت نزديك مي‌شود. اين مي‌تواند خبر بسياري خوبي براي اكتشافات آينده باشد.

جيا كه در مورد كاوشگرهاي آينده خوش‌بين است، در ادامه گفت:

با توجه به شواهدي كه در حال حاضر موجود است، به احتمال زياد كاوشگر آينده‌ي اروپا مي‌تواند سنجش‌هاي مستقيمي از آبفشان‌هاي اروپا انجام دهد. اين مشاهدات اطلاعات مهمي براي ارزيابي پتانسيل وجود حيات در اروپا فراهم خواهند كرد.

دانشمندان از سال ۲۰۱۲، پس از اينكه تلسكوپ فضايي هابل توانست، تصاويري از آبفشان‌هايي در قطب جنوب اروپا ثبت كند، گمان مي‌كنند كه ممكن است اروپا داراي آبفشان‌هايي باشد. پس از آن، مجموعه‌اي ديگر از تصاوير كه در سال‌هاي ۲۰۱۴ و ۲۰۱۶ به ثبت رسيدند، شواهد ديگري از وجود، يك نقطه‌ي جديد غيرمعمول در نزديكي خط استوا اروپا به‌دست آوردند. اين آبفشان‌ها به قدري قوي بودند كه برخي از آن‌ها به ارتفاع ۱۹۳ كيلومتري سطح قمر مي‌رسيدند. در مقابل، بزرگ‌ترين آبفشان‌هاي زمين، به ارتفاعي بيش از چند ده متر نمي‌رسند. به‌عنوان مثال، الد فيتفول، آبفشان معروفي در پارك ملي يلواستون است كه فوران‌هاي آن تا ۵۶ متر سطح زمين پرتاب مي‌شوند.

ماموريت گاليله، يك نقص بزرگ داشت، قوي‌ترين آنتن اين كاوشگر نتوانست باز شود و به‌همين دليل، اطلاعات ارسالي كاوشگر به زمين به‌شدت محدود شد. با وجود اين، جيا كه در زمان ماموريت گاليله، دانشجو بود، فكر مي‌كرد كه در صورت وجود آبفشان، گاليله احتمالا علائم آن را با دستگاه مغناطيس‌سنج و آنتن موج پلاسماي خود حس كرده است. مارگارت كيوالسون، فيزيكدان فضايي از دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس كه پژوهشگر اصلي مغناطيس سنج گاليله بود، اين گفته‌ي جيا را تاييد كرد.

كيوالسون در كنفرانس خبري روز دوشنبه، گفت:

در يكي از گذرهاي نزديك كه فاصله‌ي كاوشگر به سطح اروپا بسيار كم شده بود، ما علائمي دريافت كرديم كه قابل فهم نبودند.

در واقع، گاليله با نزديك‌تر شدن به قمر، ميدان مغناطيسي شديد اروپا را شناسايي كرده بود. سپس اطلاعات آنتن موج پلاسما، امواج غير معمولي دريافت كرد كه مي‌توانستند به ذرات باردار پرانرژي مرتبط باشند. اين يافته‌ها در آن زمان قابل درك نبودند، اما دقيقا همان چيزي بودند كه دانشمندان انتظار داشتند در نزديكي يك آبفشان شور مشاهده كنند. اما محيط اطراف قمر اروپا كه دائما به وسيله‌ي ميدان مغناطيسي قوي مشتري و جو خود قمر تحت تاثير قرار مي‌گيرد، پيچيده است. بنابراين جيا، كيوالسون و همكارانش، مدل‌هايي را بر اساس اطلاعات هابل و برخي فرضيه‌هاي خود شبيه‌سازي كردند. به گفته‌ي جيا، نتايج اين مدل‌سازي‌ها، با آنچه تصور مي‌كرديم، مطابقت داشت.

كيوالسون كه دو دهه‌ي قبل اين اطلاعات را جمع‌آوري كرده بود، تصور وجود چنين آبفشان‌هايي را نكرده بود و از اين جهت با اين كشف، شگفت زده شد، او گفت:

ما دوباره به اطلاعات كاوشگر گاليله رجوع كرديم و دريافتيم كه اين سيگنال‌ها همان چيزي بودند كه بايد از يك آبفشان انتظار مي‌داشتيم.

منبع آبفشان هنوز مشخص نيست. بر اساس فرضيه‌ي پيشرو، آبفشاني كه از دل اقيانوس زير سطحي اروپا خارج مي‌شود، همچون منافذ بستر اقيانوس‌هاي زمين به واسطه فعاليت‌هاي هيدروترمال به سمت بالا حركت مي‌كند. از آنجايي كه دانشمندان باور دارند، آب ماده‌اي كليدي براي حيات است، اروپا، با وجود آبفشان‌ها، فعاليت‌هاي هيدروترمالي و اقيانوسي كه در زير سطح يخي خود پنهان كرده، ممكن است، شرايط مطلوبي براي ميزباني حيات داشته باشد.

اما جيا در اين مورد محتاط است، او مي‌گويد، امكان دارد كه اين آب منشأ ديگري هم داشته باشد. برخي پژوهشگران پيشنهاد داده‌اند كه ممكن است، يك درياچه زيرزميني بين لايه‌هاي يخ ضخيم اروپا مدفون شده باشد. رفتار آبفشان‌هاي اروپا هم غير قابل پيش‌بيني است. در ابتدا، از آنجايي كه آبفشان‌ها در زماني‌هايي ديده مي‌شدند كه اين قمر به دورترين فاصله‌ي خود از مشتري مي‌رسيد، تصور مي‌شد كه آبفشان‌ها ممكن است، ناشي از فشار جزر و مد (اصطكاك ناشي از كشش گرانشي مشتري كه مايع داخلي قمر اورپا را نگه مي‌دارد) به بيرون رانده شده باشند.

در تصوير گرافيكي كه مشاهده مي‌كنيد، ضخامت لايه‌هاي مختلف قمر اروپا (بر اساس دانسته‌هاي فعلي) نشان داده شده‌اند

اليزابت تورتل، دانشمند علوم سياره‌اي از آزمايشگاه فيزيك متخصصدي جان هاپكينز و يكي از پژوهشگران اصلي ماموريت كليپر، گفت:

در صورت پيدا شدن آبفشاني در اروپا، ابزارهاي كليپر مي‌توانند، تركيب شيميايي اين آبفشان را اندازه‌گيري كنند.

كاوشگر كليپر، به دنبال مولكول‌هاي مرتبط به فعاليت‌هاي زيست‌شناختي خواهد بود.

تورتل در كنفرانس خبري دوشنبه، با احتياط گفت:

 اما بين توانايي اندازه‌گيري برخي تركيب‌هاي خاص و كشف حيات احتمالي، تفاوت زيادي است.

ويليام اسپاركس، اخترشناسي از موسسه علوم تلسكوپ فضايي(Stsci) در بالتيمور و پژوهشگري اصلي تيمي كه شواهدي از آبفشان‌هاي سطحي اروپا كشف كرده بود، گفت كه تاييد يافته‌هاي توسط تيم‌هاي پژوهشي مختلف خوب است. اسپاركس گفت:

اروپا، يكي از اقمار مشتري است كه به همان اندازه ماه است، اما اين قمر اقيانوس‌هايي بيش از زمين دارد كه در زير پوسته‌ي يخي خود مدفون كرده است. فكر مي‌كنم، به لحاظ ميزباني از حيات، اروپا بهترين مكان فراتر از سياره‌ي زمين است.