اكتشف فريق من علماء الكواكب الذين يعملون في مهمة كاسيني-هيغنز جزيئات صغيرة وجليدية في عمود من القمر زحل إنسيلادوس التي تقدم لمحة محيرة للداخلية من هذا العالم الغامض. اكتشف مطياف كاسيني ، مطياف كاسيني بلازما (CAPS) مفاجأة: جزيئات الجليد مشحونة كهربائيًا.
تستكشف كاسيني زحل وأقماره منذ عام 2004. ويبلغ عرض إنسيلادوس 500 كيلومتر (300 ميل) ومجموعة أدوات كاسيني وجدت القمر نشطًا ، مع وجود طائرات بالقرب من القطب الجنوبي تنفث الغاز والمياه على بعد آلاف الكيلومترات في الفضاء . خلال طائرتين قريبتين بشكل خاص من القمر في عام 2008 ، قفزت على بعد 52 و 25 كم فقط من السطح بحوالي 15 كم في الثانية (54000 كم في الساعة) ، تم توجيه أداة CAPS على متن المركبة الفضائية إلى التقاط الغاز أثناء تكبيرها عبر عمود.
تم تصميم أداة CAPS للكشف عن الغاز المشحون (البلازما) ، لكن قياساته في العمود كشفت عن حبيبات جليدية صغيرة لا يمكن أن تظهر توقيعاتها إلا إذا كانت مشحونة كهربائيًا. هذه الحبوب ، التي ربما تكون قياسها بضعة نانومتر فقط عبر (مليار من المتر - 50 ألف مرة أرق من شعرة الإنسان) ، تقع في نطاق حجم بين ذرات الغاز والحبوب الجليدية الأكبر بكثير ، وكلاهما تم أخذ عينات منها مباشرة خلال إنسيلادوس السابق Flybys. تحتوي الجسيمات على شحنات كهربائية موجبة وسالبة ، وتنوع مزيج الشحنات عندما عبرت المركبة الفضائية كاسيني العمود.
يقدم كل من الدكتور جيرينت جونز والدكتور كريس أردج ، من مختبر علوم الفضاء بجامعة كوليدج لندن ، نتائج فريق CAPS في مؤتمر الأسبوع الأوروبي لعلم الفلك وعلوم الفضاء في جامعة هيرتفوردشاير.
يقترح جونز وأريدج أنه يمكن شحن الحبوب من خلال ما يسمى بالعمليات الكهربائية الاحتكارية ، من خلال الاصطدام معًا في فتحة التهوية أسفل سطح إنسيلادوس قبل ظهورها في العمود. يوفر هذا تلميحات مهمة للظروف في فتحات التهوية ، وبالتالي قد يساعد في فهم الظروف في الداخل.
إن جونز وأريريدج مفتونان بما يكشفه اكتشافهما عن إنسيلادوس: "ما يلفت الانتباه بشكل خاص هو رشقات الغبار التي يكتشفها CAPS عندما يمر كاسيني عبر الطائرات الفردية في عمود" يقول جونز. ويضيف آردج: "يتم تقسيم كل طائرة وفقًا للشحنة" ، "فالحبوب السالبة على جانب ، والإيجابيات على الجانب الآخر".
قال آردج أنه ربما ، عندما تنتقل هذه الحبوب المشحونة بعيدًا عن إنسيلادوس ، فإن مساراتها تنحني بواسطة المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الغلاف المغناطيسي العملاق لزحل. وبهذه الطريقة يعمل الغلاف المغناطيسي لكوكب زحل كمطياف كتلة هائلة لجزيئات العمود ، مما يسمح للعلماء بتقييد كتلهم. بدأ آردج في نمذجة مسارات هذه الجسيمات المكتشفة حديثًا.
يتدفق الغاز المؤين (البلازما) في الغلاف المغناطيسي لكوكب زحل عبر إنسيلادوس بسرعة تزيد عن 80000 كم في الساعة. تظهر نتائج آردج أنه لكي يعمل هذا مطياف الكتلة الهائل ولوصول جزيئات الغبار هذه إلى كاسيني ، يجب أن يتباطأ هذا النهر من البلازما بشكل كبير ، داخل العمود وبالقرب منه ، إلى سرعات أقل من 3200 كم في الساعة. هذا التباطؤ في البلازما هو نتيجة حقن جزيئات العمود في تيار البلازما - مما يجعل التدفق الكامل يتباطأ في تأثير مماثل عندما تنضم السيارات إلى طريق سريع مزدحم. تقدم هذه النتائج الجديدة دليلاً آخر على أن المواد الموجودة في عمود إنسيلادوس لها تأثير كبير على محيط القمر.
سيساعد برنامج Flybys Flybys المستقبلي في فهم العمليات التي تحدث في إنسيلادوس وفي جواره. لم يكن ويليام هيرشل يشك في أن نقطة الضوء الصغيرة التي وجدها في عام 1789 ستصبح مكانًا غريبًا.
المصدر: RAS
