تیتان، بزرگ‌ترین قمر طبیعی زحل به عنوان نسخه یخ‌زده زمین در نظر گرفته می‌شود، جایی که متان جایگزین آب و آب جایگزین صخره شده و با برقراری چرخه‌های آب و هوایی که پایداری چند صد ساله دارند مجموعه‌ای از شگفتی‌ها را در خود جمع کرده است. شاید نتوان تیتان را صرفا یک قمر طبیعی در نظر گرفت. این جرم آسمانی اتمسفری ضخیم‌تر از زمین و در عین حال سطحی همچون سیاره مادر متنوع و گوناگون دارد. پس آیا می‌توان به آن به عنوان یک سیاره نگاه کرد؟

 

اگر تصاویری از تیتان را پیش روی شما قرار دهند و ندانید که متعلق به این جرم آسمانی هستند، ممکن است تصور کنید تصاویری از مریخ یا زمین را به شما نشان داده‌اند. اتفاقا تصاویری از این قمر طبیعی به افراد مختلف نشان داده شد و آنها به تصور این‌که مربوط به قسمت‌های مختلفی از زمین هستند نظرات خود را بیان کردند. یکی از سوال‌شوندگان تصویر مورد نظر را شبیه بخشی از سواحل کالیفرنیا می‌دانست. شخص دیگری تصویر پیش رویش را به طرز شگفت‌انگیزی مشابه یکی از مناطقی می‌دانست که در کودکی در آنجا حضور داشته است.

زمانی که نام تیتان شنیده می‌شود کاوشگر هویگنس نخستین عنوانی است که به ذهن خطور می‌کند. هویگنس پس از جدا شدن از فضاپیمای کاسینی و رهسپار شدن به سوی تیتان به مدت 3 هفته و در ارتفاع پایین به حرکت خود ادامه داد. تمامی آنها که در این ماموریت هیجان‌انگیز حضور داشتند ارتباط عمیق عجیبی با هویگنس برقرار کرده بودند، اکثر آنها نه تنها بخش قابل توجهی از عمر تحقیقاتی و علمی خود را صرف این ماموریت کرده بودند، بلکه تمام فکر و تمرکز خود را روی طراحی سیستم‌های مختلف و تجهیزات آن معطوف کرده بودند چون می‌دانستند هویگنس به سوی سرزمینی ناشناخته حرکت می‌کند. آنها با این تصور ماموریت را دنبال می‌کردند که تیتان شباهت زیادی با اقمار طبیعی سیارات دیگر منظومه شمسی نظیر قمر آتشفشانی کالیستو یا شیاردار گانیمد مشتری داشته باشد.

صبح روز 14 ژانویه سال 2005 فرا رسید. در مرکز ماموریت‌های فضایی اروپا واقع در دارمستات آلمان بهت عجیبی در صورت تمامی دانشمندان دیده می‌شد که به تصاویر دریافت شده از تیتان خیره شده بودند. آنها هرگز تصور نمی‌کردند سطح این قمر تا این حد شبیه زمین باشد. همچنان که هویگنس با استفاده از چتر مخصوص در تیتان فرود می‌آمد، تصاویر هوایی، کانال‌های رودخانه‌ای انشعابی متعدد را در سطح این قمر نشان می‌دادند. هویگنس روی سطح ریگزار مرطوبی فرود آمد که گویی بتازگی جریان سریعی از آب‌های بارانی در آن وجود داشته است. آنچه درخصوص تیتان عجیب و ناسازگار به نظر می‌رسید شباهت وهم‌انگیز آن با زمین بود.

اکنون 5 سال از آن روزها گذشته است و دانشمندان پروژه هویگنس فرصت کافی برای تجزیه و تحلیل و قبول یافته‌های این کاوشگر داشته‌اند. آنها در این مدت توانسته‌اند تصویر بزرگ‌تر و دقیق‌تری از تیتان برای خود ترسیم کنند. هویگنس بیش از 60 بار به دور مدار زحل چرخیده است و در حقیقت تصویر نهایی و بزرگی که از تیتان در اختیار دانشمندان قرار گرفته است از به هم چسبیدن خرده تصاویری است که در خلال این گردش‌ها برداشته شده است. تیتان از حیث ابعاد بزرگ‌تر از عطارد، از بعد دینامیک بودن فعال‌تر از مریخ و درخصوص اتمسفر، جوی ضخیم‌تر از زمین دارد. از این رو شاید بتوان گفت تیتان دست کمی از یک سیاره ندارد. در سطح این قمر طبیعی انبوهی از فرآیندهای ژئولوژیکی در حال جریان است که نقش اصلی را در شکل‌دهی به سطح آن ایفا می‌کنند. متان در سطح تیتان همان نقشی را ایفا می‌کند که آب روی زمین دارد. این گاز از سطح دریاچه‌ها و ابرهای تیتان تبخیر شده و در ادامه در بستر غارها و درهای سطح آن رسوب کرده و سپس راهی محل قبلی خود یعنی دریاچه‌ها می‌شود. نکته جالب توجه این است که اگر در اتمسفر تیتان تنها کمی اکسیژن وجود داشت و دما نیز اینقدر بالا نبود ـ دما حدود 180 درجه سیلیسیوس است ـ بدون شک با حضور در آن احساس می‌کردید در محل زندگی عادی خود قرار دارید.

دریاهایی از شن و متان

تا پیش از آغاز ماموریت کاسینی، تصور ما از تیتان بسیار تک بعدی بود. زمانی که فضاپیمای وویجر در سال‌های 1980 و 1981 پروازهای تاریخی در نزدیکی سطح آن انجام داد تصویری از تیتان در اختیار دانشمندان قرار داد که شباهت زیادی به توپ بیلیارد نارنجی رنگ داشت. در دهه 90 نیز تلاش‌های زیادی از روی زمین برای رصد تیتان صورت گرفت که بهترین نتایج آن نقشه مادون قرمز از جرم آسمانی تیره و روشن بود. با این حال دانشمندانی که تیتان را زیر نظر داشتند همواره از ارائه توصیف دقیقی از آن عاجر بودند و هر لحظه این امکان وجود داشت تا با ارائه تنها یک عبارت دقیق توصیفی از آن توجه جهانیان به این قمر مرموز جلب شود. اما با پیشرفت فناوری‌های نوین تصویربرداری و آغاز ماموریت کاسینی این تصورات نادرست از میان رفتند، به طوری که اکنون می‌توانیم با تکیه به تصاویر به دست آمده از تیتان دریاهای مملو از شن یا اتمسفر موجود بر فراز قطب شمال تیتان در تابستان‌ها یا حتی یک روز ابری در منطقه دریاچه جنوبی آن را بدقت مورد ارزیابی قرار دهیم.

عرض‌های جغرافیایی پایین تیتان ترکیبی از تپه‌های روشن و ناهموار است که سطح وسیعی از منطقه‌ای موسوم به Xandua را پوشانده‌اند. در کنار آنها دریاهایی پر از شن‌های سیاه دیده می‌شوند که در نگاه نخست مملو از مایعات به نظر می‌رسند. تپه‌های شنی تیتان تا یکصد متر نیز ارتفاع دارند که از این حیث با نمونه‌هایی که در گوشه و کنار زمین نیز هستند. شباهت‌های زیادی دارند. این تپه‌ها تا صدها کیلومتر وسعت دارند و سهم قابل توجهی در شکل‌دهی به سطح ناهموار تیتان دارند. البته درخصوص منشأ شکل‌گیری توده‌های شنی تیتان و زمین تفاوت‌های فاحشی وجود دارد، به طوری‌که دانشمندان متوجه شده‌اند شن‌های سیاه تیتان نه به خاطر سیلیکات‌هایی نظیر کوارتز (که در زمین منشأ اصلی شکل‌گیری شن‌های تیره رنگ هستند) بلکه به واسطه هیدروکربن‌هایی است که در سطح این قمر طبیعی وجود داشته و موجب شده شن‌های سیاه آن همچون انبوهی از دانه‌های تیره رنگ قهوه به نظر برسند.

اگر تصاویری از تیتان را پیش روی شما قرار دهند و ندانید که متعلق به این جرم آسمانی هستند، ممکن است به نظر برسد تصاویری از مریخ یا زمین را به شما نشان داده‌اند

با گشتزنی در اطراف قطب‌های تیتان می‌توان هیدروکربن‌های مایع پیدا کرد. انبوهی از دریاچه‌های کوچک در گودال‌ها با شیب تند که چند ده کیلومتر عرض دارند. دریاهایی همچون Kraken Mare که به بزرگی دریای خزر هستند از جمله عوارض طبیعی دیدنی اطراف قطب‌های تیتان به شمار می‌آیند. تحقیقات دانشمندان نشان می‌دهد سطح دریاچه‌های تیتان در گذر زمان با تغییرات زیادی همراه می‌شود.

شباهت‌های بی‌پایان با زمین

پس از نزدیک شدن فضاپیمای وویجر به تیتان، دانشمندان متوجه شدند این جرم فضایی ممکن است دارای چرخه متان همراه با ابر، باران و دریاهایی مشابه چرخه هیدرولوژیکی زمین باشد. این تصور بر این اساس شکل گرفت که دمای سطح تیتان به نقطه سه‌گانه متان نزدیک است و این دقیقا مشابه آن چیزی است که در زمین و در خصوص دمای سه‌گانه آب دیده می‌شود. در این دما گاز، خاک و مایع به طور همزمان وجود دارند. آیا این وضعیت به معنای آن است که تغییر در جریان میان سه حالت ماده در سطح تیتان عامل اصلی تنظیم‌کننده دمای این قمر طبیعی است؟ یا این‌که این امر کاملا تصادفی است؟

نخستین شواهد روشن درخصوص وجود آب در تیتان به تشخیص اولیه دانشمندان در دهه 90 باز می‌گردد، زمانی که توانستند با استفاده از تلسکوپ‌های زمینی ابرهای شکل گرفته در ارتفاعات بالای تیتان را مورد بررسی قرار دهند. این ابرها نشان از متان متراکم شده دارند. در سال‌های بعد و با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمندتر و همچنین آغاز ماموریت کاسینی، دانشمندان قادر به مشاهده این ابرها در لحظات مختلف شدند. آنها ابرها را در حال شکل گرفتن از ستون‌های مه‌آلود (دقیقا مشابه آنچه در زمین روی می‌دهد) مشاهده می‌کردند. در ادامه این ابرها در قالب قطرات باران به سطح تیتان باز می‌گشتند. در برخی مناطق تیتان، کاسینی سطوح تیره رنگی را نشان داده است که دانشمندان تصور می‌کنند در این نقاط باران باریده است.

کاسینی مستقیما به بررسی دقیق رسوبات سطح تیتان و نقش آنها در شکل‌گیری عوارض طبیعی آن نپرداخته است، اما در نقطه مقابل تصاویر هوایی هویگنس جای هیچ شکی را بر جای نگذاشته‌اند که حداقل بخش‌هایی از چشم‌انداز وسیع تیتان به وسیله بارش‌های گسترده و جاری شدن جریانی تند از مایعات شکل گرفته است.

روی وحشی تیتان

در زمین انرژی خورشید آنقدر زیاد است که هر سال یک متر آب تبخیر می‌شود. اتمسفر زمین این توانایی را دارد تا تنها مقادیر اندکی از رطوبت را تا پیش از شکل‌گیری ابرها و آغاز بارش باران در خود نگاه دارد. از این رو آب و هوای زمین و تعادل نهفته در آن وابستگی قابل توجهی به بارش باران در بازه‌های زمانی کوتاه یک یا 2 هفته‌ای دارد. اما در تیتان وضعیت چیز دیگری است. نور ضعیف و در نتیجه انرژی ناچیز خورشید این توانایی را دارد تا تنها یک سانتی‌متر تبخیر را در طول سال موجب شود. اما در نقطه مقابل، اتمسفر آن که ضخیم‌تر از اتمسفر زمین است توانایی قابل توجهی در نگهداری مایعاتی معادل 10 متر را دارد. در نتیجه سیلاب‌های عظیم فرآیند طبیعی عادی در تیتان به شمار می‌آیند. تصور دانشمندان بر این است که نقطه فرود هویگنس نیز محل جریان یکی از این سیلاب‌های عظیم بوده است که احتمالا یک ماه پیش از فرود آن جاری بوده است.

تیتان و زمین از حیث تغییرات جوی نیز شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند. این دو جرم فضایی طی ده‌ها هزار تا میلیون‌ها سال گذشته همواره دستخوش این نوع تغییرات بوده‌اند که البته عصر یخبندان یکی از مهم‌ترین این تغییرات عظیم به شمار می‌آید. نخستین بار در قرن نوزدهم میلادی دانشمند اسکاتلندی به نام جیمز کرول متوجه این موضوع شد که نیروهای جاذبه‌ای ناشی از سایر سیارات بتدریج زاویه مورب میان قطب‌های زمین را دستخوش تغییر قرار می‌دهند که در نتیجه این تغییر، شدت گرمای خورشید در زمین نیز با تغییر همراه می‌شود. همین تغییر، پایه‌گذار شکل‌گیری عصر یخبندان در زمین بوده است. در تیتان تابستان جنوبی در مقایسه با بخش شمالی کوتاه‌تر اما شدیدتر است. اما علت اصلی چیست؟ دانشمندان متوجه شده‌اند زحل و در نتیجه تیتان مدار بیضی شکلی به دور خورشید دارند. آنها در تابستان جنوبی حدود 10 درصد بیشتر به خورشید نزدیک می‌شوند. احتمالا این فصول نامتقارن موجب پمپاژ ترکیبات فراری نظیر متان و اتان از بخش جنوبی به شمالی تیتان می‌شود و به همین دلیل است که بخش شمالی، دریاچه‌ها و دریاهای بیشتری از این مواد دارد.

زندگی در تیتان چگونه است؟

تمامی تلاش‌هایی که درخصوص پرده برداشتن از رازهای بیشمار تیتان صورت می‌گیرد تنها برای پاسخ دادن به یک پرسش اساسی است: آیا حیات در تیتان وجود دارد؟ به گفته یکی از زیست‌شناسان علوم سیاره‌ای، اگر حیات در تیتان وجود داشته باشد به گونه‌ای نخواهد بود که انسان‌ها قادر به زندگی با یکی از ساکنان این قمر در یک محیط سربسته باشند! دکتر ویلیام بینز در این رابطه می‌گوید: هالیوود با بیگانگان تیتانی مشکلاتی خواهد داشت!

اگر روزگاری فضاپیمایی حامل یکی از این موجودات تیتانی باشد، بدون شک گازهای منتشر شده از بدن او باعث مرگ هر جانداری در نزدیکی او می‌شود. در چنین شرایطی حتی کوچک‌ترین حرکت در نفس یک جاندار تیتانی در نزدیکی انسان به شکل باور نکردنی برای انسان‌ها مخوف و وحشتناک است.

دکتر بینز در ادامه می‌گوید: با این حال از دیدگاه من این موضوع جالبی به نظر می‌رسد! غم‌انگیز نبود اگر عجیب‌ترین گونه‌های حیاتی که در کهکشان موفق به کشف آنها می‌شدیم، درست مثل ما بودند، تنها با رنگ آبی و دم! احتمالا او به موجودات فضایی که در فیلم آواتار نمایش داده شده‌اند، اشاره دارد.

چرا به تیتان لقب سیاره می‌دهند؟

تیتان بزرگ‌ترین قمر زحل ـ دومین سیاره بزرگ منظومه خورشیدی ـ است که در فاصله

تیتان با چشم غیرمسلح قابل رؤیت نیست، ولی می‌توان آن را به وسیله تلسکوپ‌های آماتوری یا حتی برخی دوربین‌های دو چشمی قوی مشاهده کرد. تیتان که دومین قمر بزرگ در سامانه خورشیدی است غالبا با مشخصات سیاره خوانده می‌شود چون از جهات گوناگون دارای مشخصه‌های ویژه یک سیاره است.

اتمسفر تیتان غالبا از نیتروژن است. با این حال انبوهی از متان و اتان نیز در آن دیده می‌شود و وجود باد و باران، سطح تیتان را به شکلی مشابه سطح زمین تبدیل کرده است.

یکی از تفاوت‌های اصلی تیتان با زمین به اتسمفر آن مربوط می‌شود. اتمسفر تیتان 200 درجه سردتر از اتمسفر زمین است و به دلیل جاذبه ضعیف قمری به طور عمودی کشیده شده است. در اتمسفر تیتان لایه‌های مختلفی از ترکیبات هیدروکربنی دیده می‌شود که از نظر ظاهری شباهت زیادی به دود دارند.

 

 

نقشه کلی تیتان بتدریج و با استفاده از تصاویر به دست آمده از دوربین اصلی کاسینی شکل می‌گیرد. این تصویربرداری با استفاده از نور مادون قرمز انجام می‌شود که البته در کنار آن پوشش قوی راداری نیز به کار گرفته می‌شود. این تصاویر نشان می‌دهند سطح تیتان مملو از حفره‌های به هم فشرده است و از نظر ژئولوژیکی جوان است. در تصاویری که از تیتان به دست دانشمندان رسیده است تپه‌های مرتفع شنی بیش از هر چیزی توجه‌ها را به خود جلب کرده‌اند.

مهدی پیرگزی

منابع: Scientific American

noojum.com

4/1 میلیارد کیلومتری از خورشید واقع شده‌است. این قمر در 25 مارس 1655 میلادی توسط کریستین هویگنس هلندی کشف شد.