«أمواج عالية تتحرك ببطء»: هكذا قد تتصرف المحيطات الزيتية على قمر تيتان العملاق التابع لكوكب زحل
«أمواج عالية تتحرك ببطء»: هكذا قد تتصرف المحيطات الزيتية على قمر تيتان العملاق التابع لكوكب زحل
إذا كنت تبحث عن أفضل الأمواج في النظام الشمسي، فقد يكون قمر تيتان التابع لكوكب زحل هو المكان المثالي لركوب الأمواج خارج الأرض، حيث يمكن لنسيم لطيف لا يثير سوى تموجًا على الأرض أن يدفع أمواجًا بارتفاع 10 أقدام (3 أمتار) على هذا العالم المتجمد.
طوّر باحثون نموذجًا جديدًا يُدعى "PlanetWaves" لوصف شكل الأمواج في السوائل على عوالم أخرى بدقة. ركّزت المحاولات السابقة في هذا الصدد على جاذبية الكوكب فقط، بينما يأخذ نموذج PlanetWaves في الاعتبار أيضًا الضغط الجوي وطبيعة السائل المتدفق – كثافته ولزوجته وتوتره السطحي، الذي يحدد مقاومة السائل للتموج.
إفادة.
يتبع المقال أدناه قال أندرو أشتون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد وودز هول لعلوم المحيطات في البيان: "على كوكب الأرض، نعتاد على ديناميكيات موجية معينة. ولكن مع هذا النموذج، يمكننا أن نرى كيف تتصرف الموجات على الكواكب ذات السوائل والأغلفة الجوية والجاذبية المختلفة، وهو ما قد يتحدى حدسنا".
كان تيتان، أكبر أقمار زحل، محور تركيزهم الأساسي، ببساطة لأنه العالم الآخر الوحيد الذي نعرف على وجه اليقين أنه يحتوي على مسطحات مائية على سطحه، حيث تم رسم خرائط أنهار وبحيرات وبحار بواسطة مهمة كاسيني-هويجنز.
ومع ذلك، فإن سائل تيتان ليس ماءً، بل هو عبارة عن هيدروكربونات زيتية مثل الميثان والإيثان، والتي أصبحت سائلة فقط بسبب درجات الحرارة المنخفضة للغاية التي تبلغ -179 درجة مئوية (-290 درجة فهرنهايت).
قال تايلور بيرون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في البيان: "بالنسبة لتيتان، الأمر المثير للاهتمام هو أننا لا نملك أي ملاحظات مباشرة عن شكل هذه البحيرات. لذلك، لا نعرف على وجه اليقين نوع الأمواج التي قد توجد هناك. الآن، يقدم لنا هذا النموذج فكرةً عن ذلك."
وجد الفريق أن الرياح الخفيفة يمكن أن ترفع الأمواج إلى ارتفاع 10 أقدام في بحيرات تيتان، وذلك بفضل جاذبية تيتان المنخفضة، والتي تبلغ 14٪ من قوة الجاذبية على الأرض، والطبيعة الخفيفة نسبياً للسائل مما يسهل تحريكه.
قال شناك: "يبدو الأمر أشبه بأمواج عالية تتحرك ببطء. إذا كنت تقف على شاطئ هذه البحيرة، فقد تشعر بنسيم عليل فقط، لكنك سترى هذه الأمواج الهائلة تتدفق نحوك، وهو أمر لا نتوقعه على الأرض."
يبدو أن المريخ لم يعد يحتوي على ماء سائل، لكنه كان كذلك قبل مليارات السنين. مع مرور الوقت، فقد المريخ جزءًا كبيرًا من غلافه الجوي، وانخفض ضغط الهواء ودرجة حرارته. ونتيجة لذلك، أصبح من الضروري وجود رياح أقوى لتكوين الأمواج، بينما كانت الرياح الأضعف كافية في السابق.
خارج المجموعة الشمسية، توجد عوالم عديدة قد تدعم وجود سوائل من نوع ما، مع أنه لم يتم تأكيد وجود سوائل في أي منها حتى الآن. ومع ذلك، فإن كوكب LHS 1140b الواقع في المنطقة الصالحة للسكن يتمتع بكثافة تشير إلى أن ما يصل إلى 19% من كتلته عبارة عن ماء بشكل أو بآخر. وباعتباره كوكبًا عملاقًا ذا جاذبية أقوى من جاذبية كوكبنا، فإن الأمواج على أي محيط افتراضي ستكون أصغر بكثير من تلك الموجودة على الأرض عند نفس سرعة الرياح.
أما الكوكب الخارجي كيبلر-1649ب فهو أكثر غرابة، إذ يُشبه كوكب الزهرة في حرارته وجاذبيته المشابهة لجاذبية الأرض. يحتوي غلاف الزهرة الجوي على كميات وفيرة من حمض الكبريتيك، وقد يكون كيبلر-1649ب كذلك. وإذا كان هذا الحمض موجودًا على سطح الكوكب، فسيتطلب الأمر رياحًا عاتية لتحريك سطحه الحمضي، لأن كثافة حمض الكبريتيك تبلغ ضعف كثافة الماء السائل.
كان آخر كوكب خارج المجموعة الشمسية تم رصده باستخدام تقنية PlanetWaves هو 55 Cancri e، وهو كوكب حار يُحتمل أن يكون مغطى ببحيرات من الحمم البركانية. ونظرًا لأن الحمم البركانية عادةً ما تكون كثيفة ولزجة، ولأن جاذبية 55 Cancri e أقوى من جاذبية الأرض، فإن الأمر يتطلب رياحًا عاتية تصل سرعتها إلى حوالي 130 كيلومترًا في الساعة لإحداث تموج بسيط في محيط الحمم.
نُشرت النتائج في 3 أبريل في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب.
