انسلادوس؛ هرآنچه باید درباره قمر یخی زحل بدانید

انسلادوس ششمین قمر بزرگ زحل و یکی از امیدبخش‌ترین مکان‌های منظومه شمسی برای جستجوی علائم حیات است. این قمر درون حلقه‌ی E به دور زحل می‌چرخد و به‌صورت پیوسته ترکیب‌هایی از آب و مواد شیمیایی زیستی را با سرعت ۴۰۰ متر بر ثانیه در فضا پخش می‌کند و به‌این‌ترتیب فواره‌های عظیمی را به وجود می‌آورد که تا صدها کیلومتر در فضا امتداد می‌یابند.

از آنجا که انسلادوس با یخ بسیار صاف و انعکاسی پوشیده شده است، درخشان‌ترین سطح را در میان اجرام منظومه‌ی شمسی دارد. با این‌حال سطح این قمر یکپارچه نیست و برخی مناطق آن دارای دهانه‌های برخوردی و برخی دیگر کاملا صاف و بدون دهانه هستند. به عقیده‌ی دانشمندان این ویژگی نشان‌دهنده فرآیند‌های زیرسطحی است که باعث می‌شود انسلادوس سطح خود را بازسازی کند.

به باور دانشمندان، انسلادوس هم مانند دیگر قمرهای یخی اطراف غول‌های گازی دارای اقیانوس زیرسطحی مایع با گرمایش کشندی است. انسلادوس در برخی نقاط به زحل نزدیک‌تر از نقاط دیگر است و گرانش زحل باعث ایجاد نیروهای کشندی شدیدی می‌شود که به شکل گرما منتشر می‌شوند.

بر اساس پژوهشی جدید، اقیانوس زیرسطح انسلادوس احتمالا میزبان تمام مواد شیمیایی ضروری برای حیات است. فضاپیماهای دوقلوی وویجر ۱ و ۲ اولین داده‌های واقعی از انسلادوس را جمع کردند. فضاپیمای کاسینی اولین تصاویر نزدیک از این قمر را جمع‌آوری کرد و در عین حال به داده‌های دقیقی از ترکیب شیمیایی آن رسید. همچنین اخیرا تلسکوپ فضایی جیمز وب، ستونی از بخار آب به ارتفاع ۱۰ هزار کیلومتر را رصد کرد.

انسلادوس در تاریخ ۲۹ آگوست ۱۷۸۹ توسط سر ویلیام هرشل، ستاره‌شناس بریتانیایی کشف شد. این قمر یخی یکی از دو قمری بود که هرشل کشف کرد. او چند هفته بعد در تاریخ ۱۷ سپتامبر ۱۷۸۹ قمر میماس را کشف کرد.

احتمالا هرشل هر دو قمر را با تلسکوپ ۱۲ متری خود که در آن زمان بزرگ‌ترین تلسکوپ جهان بود، شناسایی کرد. خواهر هرشل، کارولین هرشل به او در ساخت تلسکوپ کمک کرد و به اولین زن در انگلستان تبدیل شد که در شغل ستاره‌شناسی مشغول به کار شد.

انسلادوس هم مانند بسیاری از قمرهای زحل تا سال‌ها بدون نام بود تا اینکه جان، پسر هرشل در اثری با عنوان «نتایج رصد نجومی در دماغه‌ی امید نیک» در ۱۸۴۷ پیشنهاد داد هفت قمر زحل بر اساس اسطوره‌های تایتان نام‌گذاری شوند. استدلال او این بود که ساترن یا زحل در اساطیر یونانی با عنوان کرونوس شناخته می‌شود که رهبر تایتان‌ها است.

با وجود فضای خارجی سرد، واضح است که زیر این سطح یخی فعالیت‌هایی در جریان است. علاوه بر شواهدی که به احیای سطح انسلادوس در برخی مناطق اشاره دارد، آبفشان‌ها حاوی مواد شیمیایی هستند که نشان می‌دهند بستر دریای این قمر احتمالا سنگی و مانند بستر دریای زمین دارای چاه‌های گرمابی است. به عقیده‌ی دانشمندان این شرایط می‌تواند به وضعیت حیات روی زمین شباهت داشته باشد.

به نقل از ناسا، مواد برآمده از انسلادوس از بخار آب، کربن‌دی‌اکسید، متان و چند ماده‌ی دیگر مثل آمونیاک، گاز نیتروژن و کربن مونوکسید تشکیل شد‌ه‌اند. همچنین این مواد حاوی نمک و نانوذرات سیلیکای معدنی هستند که فقط روی زمین در طول واکنش سنگ با آب داغ شکل می‌گیرد. این شواهد نشان می‌دهند انسلادوس دارای چاه‌های گرمایی است.

حداقل ۱۰۱ آبفشان، مواد یخی را از زیر سطح انسلادوس به داخل فضا پخش می‌کنند. نیروهای گرانشی و برهم‌کنش این قمر با سیاره‌ی والدش زحل، باعث باز و بسته‌ شدن شکاف‌های آن می‌شود. وقتی انسلادوس در دورترین فاصله از زحل قرار دارد، آبفشان‌ها قدرت بیشتری پیدا می‌کنند اما خروجی گاز آن‌ها در این حین افزایش نمی‌یابد. این شواهد دقیقا برخلاف انتظارات دانشمندان است و مدرکی برای فعالیت‌های جالب‌توجه است.

از زمان ورود کاوشگر کاسینی به مدار زحل در سال ۲۰۰۴، خروجی حداقل برخی از آبفشان‌های انسلادوس کاهش یافته است اما علت دقیق آن هنوز مشخص نیست. گرچه این قمر منجمد قاعدتا باید برای جریان آب مایع بسیار سرد باشد، آمونیاک موجود در مواد منتشرشده از انسلادوس می‌تواند مانند ماده‌ای ضدانجماد عمل کند که از یخ زدن آب زیر سطح این قمر جلوگیری می‌کند.

قطر انسلادوس تنها یک هفتم قطر قمر زمین است. این قمر ششمین و سنگین‌ترین قمر زحل است؛ مانند اغلب اجرام بیضی‌شکل، قسمت استوای انسلادوس به دلیل آثار گرانشی چرخش، اندکی برآمده‌تر است. ازآنجاکه این قمر نسبتا کوچک است و کمترین اثر گرانشی را در سطح خود دریافت می‌کند، دانشمندان از کشف جو در آن شگفت‌زده شدند. جو انسلادوس در قطب جنوب و قسمت گرم‌تر این قمر غالب است.

بر اساس پژوهشی در سال ۲۰۱۹، انسلادوس احتمالا نزدیک به یک میلیارد سال قدمت دارد. به همین دلیل به مقصد بی‌نقصی برای جستجوی حیات تبدیل می‌شود. با این‌حال پژوهش‌های موجود صرفا مبتنی بر شبیه‌سازی‌های کامپیوتری هستند و به سختی می‌توان به قدمت واقعی انسلادوس رسید. بر اساس پژوهش‌های اولیه برآورد کرده بودند که انسلادوس و چند قمر دیگر زحل احتمالا ۱۰۰ میلیون سال پیش تشکیل شده‌اند.

انسلادوس که بین قمرهای میماس و تتیس قرار گرفته است تقریبا ۲۳۸ هزار کیلومتر از زحل فاصله دارد. نزدیک به ۳۳ ساعت طول می‌کشد تا انسلادوس مدار خود به دور زحل را کامل کند. این قمر هم مانند ماه زمین نسبت به زحل دارای قفل جزر و مدی است یا به بیان دیگر همیشه یک سمت انسلادوس به طرف زحل قرار دارد. انسلادوس همچنین دارای رزونانس مداری است، به طوری که برهم‌کنش گرانشی بین انسلادوس و یکی از قمرهای بزرگ‌تر زحل به نام دیون، باعث می‌شود قمرها در بازه‌های منظمی با یکدیگر تراز شوند. احتمالا دیون عامل گرمایش کشندی انسلادوس است و به همین دلیل می‌توان آن را مسئول مایع ماندن اقیانوس زیر سطح انسلادوس درنظر گرفت.

گرچه انسلادوس یکی از بزرگ‌ترین قمرهای زحل است (زحل در مجموع دارای ۱۴۶ قمر شناخته‌شده است)، تنها ۵۰۰ کیلومتر قطر دارد که به اندازه‌ی وسعت ایالت آریزونا است؛ به عبارت دیگر اندازه‌ی انسلادوس، یک‌هفتم ماه زمین است.

انسلادوس در طول فرآیند انتشار مواد از طریق آبفشان‌ها، در هر ثانیه ۲۰۰ کیلوگرم از جرم خود را از دست می‌دهد. با این‌حال نسبت از دست دادن جرم انسلادوس به دلیل کاهش فعالیت‌ آبفشان‌ها کمتر شده است.

انسلادوس نزدیک به ۹۰ درصد از نور دریافتی را از سطح یخی خود منعکس می‌کند. به همین دلیل به‌عنوان درخشان‌ترین جرم در کل منظومه‌ی شمسی شناخته شده است. همین ویژگی باعث می‌شود انسلادوس قمری بسیار سرد باشد که دمای آن به منفی ۲۰۱ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد.

گرم‌ترین بخش انسلادوس، قطب جنوب آن است. به باور دانشمندان این گرما از فضای داخلی آن سرچشمه می‌گیرد و باعث می‌شود بخار آب از طریق رگه‌ها یا شکاف‌های بزرگ سطحی وارد فضا شود. با این‌حال فضاپیمای کاسینی نشان داد دمای مناطق کوچک انسلادوس که بیشتر تحت تأثیر این گرما قرار دارند به منفی ۱۶۳ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد.

انسلادوس می‌تواند محیطی زیست‌پذیر برای حیات میکروبی در اقیانوس زیرسطح خود داشته باشد. بر اساس داده‌های فضاپیمای کاسینی، اقیانوس زیرسطحی انسلادوس احتمالا دارای بستری سنگی است که در آن قسمت گرمای کافی بر اساس فعالیت‌ چاه‌های گرمابی شکل می‌گیرد. هنوز نمی‌دانیم انسلادوس چه مدت است که چنین شرایطی را دارد و آیا می‌تواند از حیات پشتیبانی کند یا خیر. برای کشف قطعی حیات در انسلادوس باید ماموریتی اختصاصی برای کاوش این قمر طراحی و پرتاب شود.

انسلادوس قمر یخی کوچک زحل به دلیل ویژگی‌های جذابی مثل آبفشان‌ها، فعالیت گرمایی داخلی و همچنین وجود اقیانوس زیر سطح یخی به هدف پژوهشی جذابی تبدیل شده است. با توجه به این ویژگی‌ها ممکن است حیات به شکل میکروبی در انسلادوس وجود داشته باشد با این‌حال این احتمال قطعی نیست و پژوهش‌ها و اکتشافات بیشتری در این راستا لازم است. فضاپیماهای وویجر و کاسینی اطلاعات ارزشمندی را از این قمر ارسال کردند.