الملخص:
يجد فريق البحث ميزة جليدية ضخمة على تيتان بينما يحاولون أن يفهموا من أين يحصل أكبر قمر في زحل على كل الميثان. هذا البحث ، الذي استخدم تحليل المكونات الرئيسية بطريقة غير تقليدية ، أيد أيضًا على نتائج المهمات السابقة في تيتان.

يمكن العثور على الأمطار والبحار وسطح المواد العضوية المتآكلة على الأرض وعلى تيتان أكبر قمر في زحل معاً.  و مع ذلك، ما يملأ  البحيرات هو الميثان و ليس الماء، بالإضافة إلى قطرات المطر المذابة.

أثناء محاولتها العثور على مصدر غاز الميثان من تيتان ، اكتشفت باحثة جامعة أريزونا كيتلين جريفيث Caitlin Griffith وفريقها شيئًا لم يتم اكتشافه – وهي صورة لقطعة طويلة من الجليد تلتف حول منتصف تيتان.

غريفيث ، أستاذ دكتور في مختبر جامعة اريزونا القمري والكواكب ، هو المؤلف الرئيسي على الورقة التي نشرت اليوم في مجلة Nature Astronomy.

في قمر تيتان، تنفصل جزيئات الميثان الموجودة في الغلاف الجوي بأستمرار بواسطة أشعة الشمس. يستقر الضباب الناتج في الغلاف الجوي و يتراكم كرواسب عضوية، مما يؤدي إلى استنفاد الميثان في الغلاف الجوي.

تتكون هذه الطبقة العضوية من مواد الأجواء السابقة.

لا يوجد مصادر واضحة للميثان، في ما عدا تبخر الميثان من البحيرات القطبية. لكن البحيرات الموجودة في تيتان تحتوي على ثلث الميثان الموجود في الغلاف الجوي لتيتان، و سوف تستنفذ قريباً بمقاييس زمنية جيولوجية.

إحدى النظريات هي أنه يمكن توفير الميثان بواسطة خزانات تحت سطح الأرض تصرف الميثان إلى الغلاف الجوي. تشير دراسات سابقة لـتيتان إلى وجود منطقة فردية تسمى سوترا Sotra، والتي تشبه بركان البرد ، مع ميزات التدفق الجليدي.

بدأ فريق جريفيث دراسة تكوين سطح تيتان ، على أمل جزئيًا في العثور على براكين خامدة صغيرة. قاموا بتحليل نصف سطح تيتان ولم يتم الكشف عن أي منهم ، ولكن تم العثور على سوترا بشكل أستثنائي  حيث أنه يعرض أقوى ملامح الجليد. 

ومع ذلك، فإن الميزة الجليدية الرئيسية التي اكتشفها الباحثون كانت غير متوقعة تمامًا. هي أنه عبارة عن ممر طولي جليدي يمتد حول 40% من محيط القمر تيتان.

قالت جريفيث “هذا الممر الجليدي محير، لأنه لا يرتبط بأي مميزات سطحية أو قياسات تحت السطح.” “بالنظر إلى أن دراستنا وأعمالنا السابقة تشير إلى أن تيتان ليس حاليًا نشطًا بالبراكين ، فمن المحتمل أن يكون أثر الممر هو بقايا من الماضي. لقد اكتشفنا هذه الميزة على المنحدرات شديدة الانحدار، ولكن ليس على جميع المنحدرات. هذا يشير إلى أن الممر الجليدي يتآكل في الوقت الحالي ، ويحتمل أن يكشف النقاب عن وجود الجليد و الطبقات  العضوية.” 

يشير تحليل الفريق إلى تنوع المواد العضوية في أماكن معينة.  هذه الرواسب السطحية مهمة لأن المحاكاة المختبرية لجو تايتان تنتج مركبات مهمة بيولوجيا مثل الأحماض الأمينية.

قام جريفيث بتحليل عشرات الآلاف من الصور الطيفية التي التقطت للطبقة العليا من السطح بواسطة مطياف الخرائط المرئية والأشعة تحت الحمراء من كاسيني، باستخدام طريقة سمحت  باكتشاف ميزات السطح الضعيفة.

تم إنجاز هذا العمل الفذ من خلال تطبيق جريفيث لتحليل المكونات الرئيسية PCA. سمح لها بتعرية المعالم الدقيقة التي تسببها الجليد والرواسب العضوية على سطح تيتان من الضباب في كل مكان وميزات السطح أكثر وضوحا. بدلاً من قياس ملامح السطح بشكل فردي لكل بكسل في صورة ، يستخدم PCAجميع وحدات البكسل للتعرف على العلامات الرئيسية والأكثر دقة. 

قارن فريق جريفيث نتائجهم مع الدراسات السابقة بما في ذلك مسبار هيغنز ، الذي هبط على تيتان في عام 2005. المقارنة التحقق من صحة كل من التقنية والنتائج. هناك خطط جارية لاستخدام هذه التقنية لاستكشاف الأعمدة حيث توجد بحار الميثان.

جريفيثتقول “كلا من الأرض و التيتان اتبعا مسارات تطويرية مختلفة، و انتهى بهما الحال إلى أجواء و أسطح فريدة غنية بالمواد العضوية.” و أضافت “لكن ليس من الواضح ما إذا كان الأرض و قمر تيتان نسخة طبقة الأصل غنية بالمواد العضوية أو انهم أثنين من العوالم الغنية بالمواد العضوية.” 

جزء من تمويل هذا البحث جاء من تمويل وكالة ناسا.

ترجمة: رشا أحمد
تدقيق: صالح أحمد
تويتر:@alsahlisaleh

المصدر: Ice feature on Saturn’s giant moon, TItan