پژوهش‌گرانِ سازمان فضایی ایالات متحده اخیراً متوجه شده‌اند هنگامی که قمر تایتان در مدارش به گرد سیاره زحل حرکت می‌کند، تا حد زیادی دچار انبساط و انقباض می‌شود. به گمان آن‌ها، اگر سرتاسر این قمر از سنگ سخت تشکیل شده بود، کشند گرانشی زحل امکان داشت برآمدگی‌هایی به ارتفاع حداکثر ۱ متر ایجاد کند. حال‌آنکه طبق داده‌های کاسینی، این برآمدگی‌ها در حدود ۱۰ متر ارتفاع دارند و لذا کل قمر تایتان نمی‌تواند از مواد سختِ سنگی تشکیل شده باشد. این یافته‌ها، در شماره دیروز نشریه Science انعکاس یافتند.  

 

لوسیانو لس (Luciano Less)، سرپرست نویسندگان گزارش این کشف و نیز عضو هیئت علمی مأموریت کاسینی از دانشگاه ساپینزای ایتالیا در این‌باره می‌گوید: "کشف عوارض عظیم حاصل از کشند گرانشی بر قمر تایتان، ناگزیر حکایت از وجود یک اقیانوس پنهان در اعماق این قمر می‌کند. جستجو در پی آب، هدف مهمی در پژوهش‌های مرتبط با منظومه شمسی است و ما هم‌اکنون منطقه دیگری را یافته‌ایم که در آن آب فراوانی وجود دارد".

 

تایتان، طی تنها ۱۶ روز به گرد زحل می‌چرخد و به‌‌همین‌واسطه دانشمندان موفق به تعیین شکل قمر در مناطق مختلف مدارش شده بودند. از آنجاکه تایتان کاملاً کروی نبوده و مثل توپ فوتبال اندکی کشیدگی دارد، محور طولانی‌تر قمر، با نزدیک‌تر شدن آن به زحل – حین چرخش‌اش در مدار – اندکی کشیده‌تر می‌شود و هشت روز بعد که قمر از زحل فاصله می‌گیرد، به شکل اولیه‌اش برمی‌گردد. کاسینی موفق به محاسبه اثرات گرانشی ِ این افت و خیز شد.

 

محققین هیچ امیدی به قابلیت کاسینی در تشخیص برآمدگی‌های حاصل از فشار گرانشی زحل نبسته بودند. اما پس از بررسی شش گذر نزدیکِ این ماهواره از کنار تایتان در خلال روزهای بیست و هفتم فوریه ۲۰۰۶ تا ۱۸ فوریه ۲۰۱۱، آن‌ها تواستند از طریق محاسبه نوسانات نیروی گرانشی وارده بر تایتان با کمک داده‌هایی که به شبکه گیرنده‌های پرقدرت DSN ناسا مخابره می‌شد، پی به ساختار درونی این قمر ببرند.

 

سامی آسمار (Sami Asmar)، از اعضای هیئت علمی مأموریت کاسینی در پژوهشگاه JPL ناسا واقع در شهر پاسادنای کالیفرنیا، می‌گوید: "محاسبات فوق‌‌العاده دقیقی صورت می‌دادیم و خوشبختانه به لطف وجود کاسینی و شبکه DSN، موفق شدیم که تماس مطمئن و طولانی‌مدتی را با زحل برقرار کنیم. برآمدگی‌هایی که توسط زحل بر روی تایتان ایجادمی‌شود، در مقایسه با نیروهای کشندی شدیدی که بزرگ‌ترین سیاره، یعنی مشتری، بر اقمارش اِعمال می‌کند، آن‌قدرها قابل توجه نیست. اما وقتی که امکان حفاری سطح قمر وجود نداشته باشد، این محاسبات گرانشی، دقیق‌ترین داده‌های ممکن از ساختار درونی تایتان را در اختیارمان می‌گذارند".

 

یک لایه درونی از جنس آب، نباید آنقدرها برای پدید آوردن این برآمدگی‌ها، بزرگ و عمیق بوده باشد. غشای مایع نازکی هم میان پوسته‌ی بیرونی و یک گوشته جامد کافیست تا تایتان حین چرخش‌اش به گرد زحل، اندکی متورم گشته و باز متراکم شود. اگرچه سطح این قمر اغلب از جنس آب است و چنین چیزی در اقمار بیرونی ِ منظومه شمسی‌مان امر متعارفی به حساب می‌آید، اما حدس دانشمندان این است که بخش اعظم اقیانوس درونی تایتان، از آب مایع ایجاد شده است.

 

نسخه زمینی این افت و خیزهای گرانشی، همان جزر و مدی‌ست که ماه و خورشید بر سطح آب‌های زمین اِعمال می‌کنند. در پهنه اقیانوس‌های وسیع، این برآمدگی می‌تواند تا به حدود ۶۰ سانتیمتر هم برسد. اگرچه تغییر شکل آب آسان‌تر است، اما نیروهای کشندی ماه و خورشید، پوسته سنگی ِ زمین را هم تا حدود ۵۰ سانتیمتر دچار نوسان ارتفاع می‌کنند.

 

از این‌ها گذشته، حضور یک لایه سیال از جنس آب در اعماق تایتان، به خودیِ خود اشاره‌‌ای به وجود حیات در آنجا نمی‌کند. دانشمندان گمان می‌برند حیات، در صورت تماس آب مایع با سنگ است که می‌تواند ظاهر بشود و چنین محاسباتی هم هیچ به ما نمی‌گوید آیا در آن پایین سنگ هم پیدا می‌شود یا نه. اهمیت این بررسی‌ها را بیشتر در حل معمای تجدید گاز متان در این قمر باید جست.

 

جاناتان لوناین (Jonathan Lunine)، از اعضای هیئت علمی کاسینی از دانشگاه کرنل نیویورک، می‌گوید: "حضور لایه‌ای از آب مایع در قمر تایتان اهمیت زیادی دارد، چراکه ما می‌خواهیم بدانیم که گاز متان چگونه در این قمر به دام افتاده و چگونه به بیرون راه پیدا می‌کند. حضور آب زیرسطحی مهم است، چون تمام ویژگی‌های منحصربفرد تایتان، مربوط به فراوانی گاز متان در آن‌جا می‌شود، حال‌آنکه این گاز در جو قمر آنقدرها پایداری ندارد و در بازه‌های کوتاه‌مدت زمانی (از حیث زمین‌شناختی)، ناپدید می‌شود".

 

یک اقیانوس زیرسطحی از آب مایع که با آمونیاک آمیخته شده باشد، می‌تواند حباب‌های سبکی از جنس آب-آمونیاک را به سطح بفرستد و گاز متان را از قشر یخی پوسته رها سازد. این اقیانوس می‌تواند خودش هم انبار بزرگی برای گاز متان باشد.

 

مأموریت کاسینی-هویگنس، پروژه مشترکی بین ناسا، سازمان فضایی اروپا و نیز سازمان فضایی ایتالیاست که زیر نظر پژوهشگاه JPL ناسا فعالیت می‌کند.