یکی دیگر از شباهت های زمین و تیتان: باد قطبی

* دانشمندان به کمک فضاپیمای کاسینی مشاهده کرده اند که چگونه یک باد گسترده ی قطبی، گازها را از جو تیتان به درون فضا می کشاند.  

در سامانه ی خورشیدی ما تنها دو جرم هست که رود، اقیانوس، و بارش باران دارند: زمین و تیتان. هر دوی آن ها همچنین یک جو فشرده و چگال دارند، با یک سطح سنگی و زمین‌ساخت صفحه ای. و اکنون دریافته ایم که این دو در یک چیز دیگر نیز مانند همند: باد قطبی که گازها را یکراست از جو آن ها به درون فضا می کشد.

تاکنون می دانستیم که تیتان، ماه سیاره ی کیوان همانندی هایی با سیاره ی زمین دارد: یک جو چگال، یک سطح سنگی، دریاچه ها و رودها. اکنون داده های تازه نشان می دهند که این جرم در یک پدیده ی شگفت آور دیگر که گازها را از جو به درون فضا می کشاند نیز با زمین مشترک است. این عکس توسط فضاپیمای کاسینی ناسا گرفته شده و جو تیتان را نشان می دهد.

تیتان، بزرگ ترین ماه سیاره ی کیوان (زحل)، پس از زمین نخستین جرم سیاره ای شناخته شده ایست که چنین باد قطبی شگفت آوری دارد. فضاپیمای کاسینی ناسا که از سال ۲۰۰۴ تاکنون به گردش در سامانه ی کیوان و بررسی این غول گازی سرگرم بوده، با ۲۳ بار گذر از درون جو و دنباله ی مغناطیسی تیتان، شواهد این پدیده را سنجیده و اندازه گرفته است.

طیف سنج پلاسمای کاسینی (CAPS) ذرات گریزنده ای را شناسایی کرده که داشتند به کمک بارهای الکتریکی که خودشان پیش‌تر از دست داده بودند، از جو تیتان می گریختند.

اندرو کوتز از آزمایشگاه دانش فضایی مولاردِ کالج دانشگاهی لندن و رهبر این پژوهش در بیانیه ای گفت: «بیشتر جو تیتان از نیتروژن و متان ساخته شده و فشار سطحی آن ۵۰ درصد بیش از فشار سطحی هوای زمین است. داده های به دست آمده از CAPS چند سال پیش نشان داده بود که بالای جو تیتان روزانه هفت تُن هیدروکربن و نیتریل از دست می دهد ولی توضیحی برایش نداشت. اکنون پژوهش تازه ی ما شواهدی را فراهم کرده که چرایی این فرایند را نشان می دهد.»

شواهد ما الکترون هایی با انرژی ویژه ی ۲۴.۱ الکترون ولت است. پژوهشگران می دانند که این گونه الکترون ها که فوتوالکترون نیز نامیده می شوند، دستاورد برهمکنش فوتون های نور با ذراتند، فرایندی که به عنوان پدیده ی فوتوالکتریک شناخته می شود.

کوتز می گوید: «اگرچه تیتان نسبت به زمین ۱۰ برابر از خورشید دورتر است، ولی باز هم جو بالایی آن غرق در نور خورشید می شود. هنگامی که نور به مولکول های درون یون‌سپهر جو تیتان می خورد، الکترون های با بار منفی را از مولکول های هیدروکربن و نیتریل جدا کرده و یک ذره با بار مثبت (یون مثبت) بر جای می گذارد.»

به گفته ی پژوهشگران آزمایشگاه دانش فضایی مولارد، این الکترون های نو سپس در راستای میدان مغناطیسی تیتان رانده و دور می شوند و میدان الکتریکی خودشان را پدید می آورند. این میدان الکتریکی هم به اندازه ی کافی نیرو دارد که به نوبه ی خود، آن یون های مثبت را بالا بکشد و از جو بیرون ببرد.

در زمین هم همین اثر باعث بارداری ذرات جو می شود و آن ها را در راستای میدان مغناطیسی سیاره بالا می کشد، به گونه ای که می توانند به قطب ها رسیده و از آن جا بگریزند. اگرچه تیتان تنها جرم دیگری در سامانه ی خورشیدی است که چنین ویژگی‌ای در آن شناخته شده، ولی به گفته ی پژوهشگران، این گریز ذرات به احتمال بسیار در سیاره های ناهید و بهرام (مریخ) نیز رخ می دهد.

جزییات این پژوهش در شماره ی ۱۸ ژوئن نشریه ی Geophysical Research Letters منتشر شده است.

در همین زمینه: * وقتی تیتان در برابر باد خورشید بی پناه می شود  

واژه نامه:

solar system - Earth - Saturn - moon - Titan - atmosphere - plate tectonics - polar wind - NASA - Cassini - magnetic tail - Cassini's Plasma Spectrometer - CAPS - nitrogen - methane - Andrew Coates - University College London - Mullard Space Science Laboratory - hydrocarbon - nitrile - electron - molecule - ionosphere - magnetic field - electrical field - planet - Mars - Venus - Geophysical Research Letters -

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان