آیا سنجاقک می‌تواند تنوره دیو را در تایتان پیدا  کند؟

 مطالعه جدید می‌گوید: تیتان ممکن است دارای تنوره دیوی مانند زمین و مریخ باشد.

 زمین و مریخ هر دو به وجود تنوره‌های دیو در حال حرکت در امتداد سطح آنها شناخته شده  هستند. طبق یک مطالعه جدید، تیتان ماه بزرگ کیوان نیز ممکن است از این تنوره‌ها داشته باشد. در این صورت، ماموریت برنامه‌ریزی شده سنجاقک ناسا می‌تواند آنها را پیدا کند.

تنوره دیو یا دیو گردوخاک (Dust devil) نوعی گردباد است و به یک ستون هوای متلاطم ضعیف گویند که حرکت دورانی دارد و برخلاف توفان پیچنده به هیچ ابری متصل نیستند. این جریانات فرازنده هوایی بر روی خشکی و در زیر آفتاب و هوای خشک به دور از شرایط متعارف توفانی ایجاد می‌شوند.

تیتان دشتهای وسیعی از تپه‌های ماسه‌ای شبیه به زمین و مریخ دارد. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که تنوره‌های دیو ممکن است در شکل‌گیری آنها نقش داشته باشند. تصویر از  NASA/ JPL-Caltech/ Sci-News.com

تنوره‌های دیو – گردابهای کوتاه‌مدت پر از دانه‌های گرد و غبار – در کره زمین و حتی در مریخ متداول هستند، به طوری‌ که مریخ‌نوردهای مختلف و مدارگردها بارها آنها را مشاهده کرده‌اند. براساس مطالعه جدید محققان دانشگاه بویز ایالت آیداهو، دنیای دیگری در منظومه شمسی وجود دارد که تنوره‌های دیو می‌توانند در آن پرسه بزنند. این دنیا ماه بزرگ کیوان، تیتان است! و ماموریت برنامه‌ریزی شده Dragonfly یا سنجاقک ناسا – یک فضاپیمای بدون سرنشین است که قادر به انجام برخاست و فرودهای عمودی است – قادر به یافتن آنها خواهد بود.

احتمال جالب وجود تنوره‌های دیو در تیتان موضوع پستی اخیر در AGU Blogosphere توسط لیزا لستر از اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا بود. مقاله جدید در مورد تنوره‌های دیو، در نامه‌های تحقیقات ژئوفیزیکی در تاریخ 3 مارس 2020 منتشر شد.

از مقاله:

تیتان ماه زحل ممکن است میزبان تنوره‌های دیو فعال، لکه‌های کوچک گرد و غبار باشد که می‌تواند به طور قابل توجهی در انتقال گرد و غبار در اتمسفرش نقش داشته باشند. اگرچه ماهیت دقیق گرد و غبار موجود در تیتان مشخص نیست، اما مشاهدات قبلی تأیید می‌‌کند که گرد و غبار در آن فعال است. اگر تنوره‌های دیو روی سطح تیتان فعال باشند، احتمالاً در ماموریت آینده سنجاقک با آنها روبرو خواهد شد، اما تنوره‌های دیو موجود در تیتان بعید است که خطری برای این مأموریت ایجاد کنند.

ورود مأموریت سنجاقک ناسا به تیتان در سال 2034 این امکان را برای جستجوی گردابهای فرازمینی به روشی مشابه با این مطالعات میدانی ارائه می‌دهد، اگرچه احتمالاً برخوردها در حالی رخ می‌دهد که دراگون  بر روی سطح  باشد. با این حال، شرایط آب و هوایی مربوط به تیتان نشان می‌دهد که برخوردهای گرداب، در صورت پرواز، ممکن است چندین بار در طول روز صورت بگیرد. سرعت کم باد منتظره از تنوره‌های دیو در تیتان بدان معنی است که آنها برای مأموریت خطر کمی دارند. با این حال، حتی پس از آن، تصاویر و داده های هواشناسی که توسط سنجاقک در طول برخوردها جمع‌آوری شده است ممکن است با نشان دادن چگونگی عملکرد آنها در یک محیط آیرودینامیکی جدید، زمینه‌های جدیدی را در مطالعات aeol ایجاد کنند.

این تصویر توسط کاسینی در تاریخ 16 ژوئن 2011، تیتان را با میماس در پیش زمینه نشان داده است. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که تیتان مانند زمین و مریخ، دارای تنوره‌های دیو است. تصویر از NASA/ JPL-Caltech/ Space Science Institute/ Sci-News.com.

 به لطف مأموریت کاسینی به زحل و قمرهای آن، مدتی است که مشخص شده است که تیتان  وسعت وسیعی از تپه‌های ماسه‌ای (متشکل از ذرات هیدروکربن آلی، برخلاف زمین و مریخ) دارد. وزش باد در تیتان معمولاً ضعیف است، اما ذرات به اطراف منتقل می شوند و تنوره‌های دیو  ممکن است مکانیسم ایده‌آلی برای این اتفاق باشد. همانطور که برایان جکسون، یک دانشمند سیاره‌ای در BSU در بیانیه‌ای گفت:

وزش باد در سطح تیتان معمولاً بسیار ضعیف است. مگر در مواردی که طوفان بزرگی به وجود بیاید، احتمالاً باد زیادی وجود ندارد، بنابراین تنوره‌های دیو در صورت وجود، ممکن است یکی از اصلی‌ترین مکانیسم‌های انتقال گرد و غبار در تیتان باشند.

تاکنون تنوره‌های دیو، هنوز در تیتان دیده نشده‌اند، اما مدل‌های هواشناسی، بر اساس داده‌های کاوشگر هویگنس که در سال 2005 روی تیتان فرود آمد، نشان می‌دهد که این امکان وجود دارد. جکسون گفت:

بر اساس معادلات سرعت باد  تنوره‌های دیو، به نظر می‌رسد که می‌توانند گرد و غبار بیشتری را نسبت به انتظار ما بلند کنند. ممکن است مکانیسم دیگری وجود داشته باشد که به آنها کمک کند تا این گرد و غبار را بالا بکشند، یا معادلات فقط اشتباه هستند.

مفهوم هنری از سنجاقک در حال بلند شدن از سطح تیتان است. تصویر از  NASA/ JHUAPL/ NPR.

در روی زمین، تنوره‌های دیو بسیار متداول هستند. به منظور شناخت بیشتر از نحوه شکل‌گیری تنوره‌های دیو، جکسون و همکارانش از تنوره‌های موجود در صحرای آلوورد جنوب شرقی اورگان استفاده کردند و آنها را  با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین کوچک  مطالعه کردند که دارای ابزارهای هواشناسی بودند. این یافته‌ها را می‌توان با مشاهدات تنوره‌های دیو در مریخ مقایسه کرد. به گفته جکسون:

ما می‌توانیم تنوره‌های دیو را در سطح مریخ تماشا کنیم و ببینیم ساختار داخلی آنها چیست، اما این به ما نمی‌گوید آنها چقدر گرد و غبار  بلند می‌کنند. اتمسفر مریخ واقعاً غبارآلود است و گرد و غبار نقش مهمی در آب و هوای آن دارد. تنوره‌های دیو، اگر ساز و کار غالب نباشد، یکی از مهمترین مکانیسم‌های تولید غبار هستند.

اتمسفر مریخ بسیار نازک است، اما تنوره‌های دیو هنوز هم می‌توانند به ارتفاع پنج مایلی (هشت کیلومتری) برسند. این امر به ویژه در تابستان مریخی صادق است. مریخ بسیار گرد و غباری است – گرد و غبار به معنای واقعی کلمه در همه جا وجود دارد – و این غبار را می‌توان با وجود اتمسفر نازک در سراسر سیاره حمل کرد. این سیاره حتی طوفان‌های گرد و غبار دوره‌ای جهانی را تجربه می‌کند.

چگونه این امر در مورد تیتان صدق می‌کند؟

تیتان اتمسفر ضخیمی، حتی ضخیم‌تر از زمین دارد. اما این تنها یک هفتم گرانش زمین را دارد. به همین دلیل، باد در تیتان بسیار ملایم‌تر از بادهایی است که روی زمین یا حتی مریخ قرار دارند.

تا آنجا که ما می‌دانیم، تیتان طوفان‌ ندارد، تنوره‌های دیو کوچکتر گرد و غباری ممکن است راهی مناسب برای انتقال ذرات هیدروکربن و ایجاد زمینه‌های تپه‌ای باشد. به این ترتیب، تیتان شبیه مریخ است، حتی اگر تفاوتهای زیادی در تراکم و ترکیب اتمسفر، سرعت باد و ترکیب شن و ماسه بین دو جهان وجود داشته باشد.

مدتی خواهد گذشت که ما بتوانیم در مورد تنوره‌های دیو موجود در تایتان اطلاعات بیشتری کسب کنیم و اینکه آیا آنها حتی در واقع وجود دارند یا خیر. سنجاقک تا سال 2026 پرتاب نمی‌شود و تا سال 2034 به تیتان نخواهید رسید. ماموریت کاسینی که در سال 2017 به پایان رسید، جدیدترین بازدید از زحل و قمرهای آن بود و هیچ مأموریت دیگری تا رسیدن سنجاقک انجام نشده است.

برایان جکسون در دانشگاه ایالتی بویز (BSU)، نویسنده اصلی این مطالعه جدید. تصویر از  BSU.

اگر سنجاقک تنوره‌های دیو را پیدا کند، مقایسه آن با تنوره‌هایی که روی زمین و مریخ هستند جذاب خواهد بود. این امر به ویژه در مورد زمین صادق است زیرا تیتان از بعضی جهات به طرز چشمگیری شبیه به زمین است، با باران، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و دریاها، البته به جای آب از متان مایع و اتان تشکیل شده است. همراه با تپه‌های ماسه‌ای، تقریباً اگر منظره آسمان نارنجی رنگ تصاویر ارسال شده به زمین را در نظر نگیرید، شاید آن را با زمین اشتباه بگیرید.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Will Dragonfly find dust devils on Titan?

Posted by Paul Scott Anderson in SPACE | April 30, 2020

https://earthsky.org/space/saturn-moon-titan-dust-devils-dragonfly