การค้นพบมหาสมุทรใต้เปลือกน้ำแข็งของยานอวกาศแคสซีนี

การค้นพบมหาสมุทรใต้เปลือกน้ำแข็งของยานอวกาศแคสซีนี

องค์การนาซ่าในเมืองพาซาดีน่า รัฐแคลิฟอร์เนีย ได้นำเสนอข้อมูลจากยานอวกาศแคสซีนีซึ่งเปิดเผยชั้นมหาสมุทรที่เป็นน้ำอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็งบนไททัน โดยนักวิจัยได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงการโคจรของดวงจันทร์ไททันรอบดาวเสาร์

และได้สรุปว่า ถ้าไททันเป็นดวงจันทร์ที่ประกอบด้วยหินแข็งทั้งหมด แรงโน้มถ่วงของดาวเสาร์จะทำให้   ธารน้ำแข็งหรือกระแสขึ้นลงของธารน้ำแข็งที่ชั้นเปลือกแข็งของไททันจะสูงที่สุดเพียง 1 เมตร แต่ข้อมูลจากยานอวกาศแสดงให้เห็นว่ากระแสขึ้นลงของธารนำ้แข็งขึ้งสูงสุดประมาณ 10 เมตร ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า ดวงจันทร์ไททันไม่ได้เป็นหินแข็งทั้งหมดอย่างสิ้นเชิง

Image # 2. as20120806_1_1

รูปที่1 ภาพวาดแสดงให้เห็นโครงสร้างภายในของไททันซึ่งเป็นข้อมูลจากยานอวกาศแคสสินีขององค์การนาซ่า      

เครดิตภาพ: A. Tavani

 Luciano Less นักเขียนและสมาชิกในทีมแคสซีนีที่มหาวิทยาลัยสาเปียนซา (Sapienza University) ในกรุงโรม ประเทศอิตาลี กล่าวว่าตอนนี้เราได้พบสถานที่ๆ มีความอุดมสมบูรณ์จากการสำรวจในระบบสุริยะแล้ว ซึ่งการตรวจสอบธารน้ำแข็งขนาดใหญ่บนไททันของยานอวกาศแคสซีนีเป็นเป้าหมายสำคัญของการค้นหานำ้ในการสำรวจระบบสุริยะที่นำไปสู่ข้อสรุปที่ว่า มหาสมุทรของไททันมีความลึกลับซับซ้อน

ดวงจันทร์ไททันใช้เวลา 16 วัน ในการโคจรรอบดาวเสาร์ นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงลักษณะพื้นผิวของไททันได้ก็ต่อเมื่อระยะห่างการโคจรรอบดาวเสาร์มีความแตกต่างกัน จากการสำรวจดวงจันทร์    ไททันไม่ได้เป็นทรงกลมเพราะจะมีส่วนที่ยืดยาวออกมาเล็กน้อย ซึ่งแนวยาวนั้นจะยืดออกเพิ่มขึ้นเมื่อมันอยู่ใกล้ดาวเสาร์ และอีกแปดวันต่อมาเมื่อมันเคล่ือนออกห่างจากดาวเสาร์ แนวยาวของมันก็จะยาวน้อยลง (เกิดการหดกลับ) แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถสรุปได้ว่ายานอวกาศแคสซีนีจะสามารถตรวจวัดส่วนที่ยืดออกของไททันได้เมื่อมันถูกแรงโน้มถ่วงจากดาวเสาร์ แต่จากการศึกษาทั้งหกครั้งตั้งแต่วันที่ 27 กุมภาพันธ์ 2006 จนถึงวันที่ 18 กุมภาพันธุ์ 2011 ทำให้นักวิจัยสามารถกำหนดโครงสร้างภายในของไททันและวัดการเปลี่ยนแปลงแรงโนมถ่วงของไททัน ทำการวัดแบบความไวแสง (Ultrasensitive) โดยใช้ข้อมูลจาก NASA’s Deep Space Network (DSN)

Image # 3. as20120806_1_2

รูปที่2 ภาพจากมุมมองของยานอวกาศแคสสินีขององค์การนาซ่า
แสดงการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ไททันที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์โคจรผ่านหน้าดาวเสาร์และวงแหวน
เครดิตภาพ: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

       Sami Asmar, สมาชิกในทีมแคสซีนีที่  NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) กล่าวว่า ธารนำ้แข็งบนไททันจะถูกดึงขึ้นโดยแรงดึงดูดที่ไม่มากนักของดาวเสาร์เมื่อเทียบกับดาวพฤหัสบดีที่ดึงดูดดวงจันทร์บริวาร แต่ในระยะเวลาสั้นๆ ของ ความสามารถในการเจาะพื้นผิวของไททันเพื่อวัดแรงโนมถ้วงที่จะให้ข้อมูลได้ดี เก่ียวกับโครงสร้างภายในไททันและที่ชั้นมหาสมุทรไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่ หรือลึกสำหรับการเกิดกระแสขึ้นลงของธารนำ้แข็งเหล่านี้ ซึ่งเกิดจากชั้นของเหลวระหว่างเปลือกของแข็ง ดังนั้นนักวิจัยได้สรุปว่าในชั้นมหาสมุทรของไททันอาจมีนำ้ที่อยู่ในสถานะของเหลวเป็นส่วนใหญ่ แต่ใต้ชั้นมหาสมุทรของไททันไม่มีตัวบ่งชี้ที่สามารถบอกได้ว่ามันเกิดมาจากหินแข็ง ซึ่งการวัดเหล่านี้ไม่สามารถบอกได้ว่าใต้มหาสมุทรเป็นหินหรือนำ้แข็งและผลของมันมีความสำคัญมากสำหรับมีเทนที่มีอยู่ในไททัน

        Jonathan Lunine, สมาชิกในทีมแคสซีนีที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลกล่าวว่าในชั้นมหาสมุทรบนไททันเป็นส่วนสำคัญ เพราะเราต้องการทราบว่าจำนวนมีเทนที่มีอยู่ภายในไททันมีมากเท่าไรและมันระเหิดออกไปเท่าไรซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ เพราะลักษณะทุกอย่างที่เกิดขึ้นบนไททันจะเกี่ยวกับมีเทน เช่น มีเทนในชั้นบรรยากาศของไททันจะถูกทำลายในระยะเวลาสั้นๆ

        ดังนั้นชั้นมหาสมุทรจึงมีแอมโมเนียปะปนกันอยู่ด้วย จึงสามารถทำให้เกิดการลอยตัวผ่านเปลือกแข็งและปลดปล่อยมีเทนจากนำ้แข็งและมหาสมุทรดังกล่าวซึ่งอาจเป็นอ่าวนำ้ลึกสำหรับเก็บมีเทน

ที่มาของข่าว

http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/whycassini/cassini20120628.html

http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/multimedia/latest-images-collection_archive_3.html

https://www.facebook.com/rmutphysics/posts/1431695946895220