بفضل مهمة كاسيني ومسبار Huygens ، ألقينا نظرة على عالم رطب عندما ألقى العلم نظرة على قمر زحل ، تيتان. على الرغم من أن التركيب الكيميائي مختلف عن تكويننا ، لا يزال Titan يتمتع بميزات متشابهة مثل الغيوم والضباب والمطر وحتى البحيرات. ومع ذلك ، لم يتم شرح أصل هذه الميزات جيدًا حتى الآن.
عمل الباحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) بجد على إنشاء برنامج كمبيوتر بناءً على الملاحظات التي أجراها التصوير كاسيني والرادار التي يمكن أن تساعد في تفسير أنماط الطقس لتيتان والودائع السطحية السائلة. تم اكتشاف أحد الغرائب الرئيسية في عام 2009 عندما أكد Oded Aharonson ، أستاذ علوم الكواكب في Caltech ، وفريقه أن بحيرات Titan تجمعت فيما يبدو حول أقطابها - في الغالب في النصف الشمالي من الكرة الأرضية مقارنةً بالجنوب - ولكن هذا ليس الفضول الوحيد. يُشتبه في أن المناطق المحيطة بخط الاستواء جافة ، لكن تحقيق Huygens كشف عن مناطق جريان ، وبعد أربع سنوات لاحظ الباحثون نظام عاصفة ينقل الرطوبة. أحتاج المزيد؟ ثم تحقق من الغيوم التي رصدتها التلسكوبات الأرضية ... تتجمع حول خطوط العرض الجنوبية المتوسطة والعالية خلال موسم الصيف لنصف الكرة الجنوبي لتيتان.
"يمكننا أن نشاهد لسنوات ونرى أنه لا يحدث شيء تقريبًا. هذه أخبار سيئة للأشخاص الذين يحاولون فهم دورة الأرصاد الجوية تيتان ، حيث لا تحدث الأشياء بشكل غير متكرر فحسب ، بل نميل إلى تفويتها عند حدوثها ، لأن لا أحد يريد إضاعة الوقت على التلسكوبات الكبيرة - والتي تحتاج إلى دراستها حيث الغيوم ما يحدث لهم وما يحدث لهم - النظر إلى الأشياء التي لا تحدث "، يوضح مايك براون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك).
أكيد. لقد عمل الباحثون بجد على إنشاء نماذج يمكن أن تفسر سمات الطقس الغريبة ، لكن مثل هذه التفسيرات تنطوي على مخرج نظريات ، مثل البراكين المبردة التي تنفجر بخار الميثان لتسبب السحب. ومع ذلك ، فإن أحدث تصميمات الكمبيوتر هي أكثر أساسية - مبادئ الدورة الجوية. يقول تابيو شنايدر ، أستاذ فرانك جي جيلون للعلوم والهندسة البيئية: "لدينا تفسير موحد للعديد من السمات المرصودة". "لا يتطلب البراكين المبردة أو أي شيء باطني". نشر شنايدر مع طالبة الدراسات العليا في جامعة كاليفورنيا للتكنولوجيا سونيا جريفز وطالبة الدراسات العليا السابقة في كلية كاليفورنيا التقنية إميلي شالر (دكتوراه 08) ومايك براون ، أستاذ ريتشارد وباربارا روزنبرج وأستاذ علم الفلك الكوكبي ، نتائجهم في عدد 5 يناير من المجلة طبيعة.
لماذا تختلف هذه البيانات عن سابقاتها؟ وفقًا لشنايدر ، كانت هذه المحاكاة الجديدة قادرة على إعادة إنتاج أنماط السحاب التي تتطابق مع الملاحظات الواقعية - وصولًا إلى توزيع البحيرات. ويوضح: "يميل الميثان إلى التجمع في البحيرات حول القطبين لأن ضوء الشمس هناك أضعف في المتوسط". "الطاقة من الشمس تبخر عادة الميثان السائل على السطح ، ولكن نظرًا لوجود ضوء شمس أقل بشكل عام في القطبين ، فمن الأسهل أن يتراكم الميثان السائل هناك في البحيرات." لأن تيتان له مدار ممدود ، فهو بعيد قليلاً خلال نصف الكرة الشمالي الصيفي مما يسمح بموسم ممطر أطول وبالتالي تراكم أقوى للبحيرات.
فماذا عن العواصف؟ قرب خط الاستواء ، تيتان ليست مثيرة للغاية - أم أنها؟ في الأصل كان من المفترض أن المنطقة كانت تشبه الصحراء تقريبًا. لهذا السبب عندما اكتشف مسبار Huygens دليلاً على الجريان السطحي ، أصبح من الواضح أن النماذج الحالية قد تكون خاطئة. تخيل المفاجأة عندما اكتشف شالر ، وبراون ، وشنايدر ، وعالم ما بعد الدكتوراه هنري رو العواصف في هذه المنطقة القاحلة في عام 2009! لم يستطع أحد اكتشاف ذلك ولم تفعل البرامج أكثر من مجرد توقع رذاذ. مع الطراز الجديد ، أصبحت الأمطار الغزيرة ممكنة. يقول شنايدر: "نادرًا ما تمطر الأمطار عند خطوط العرض المنخفضة". "ولكن عندما تمطر ، تصب."
إذن ما الذي يجعل طراز الكمبيوتر تايتان الجديد أكثر تميزًا؟ هذه المرة يعمل لمدة 135 تيتان ويربط بحيرات الميثان - وكيفية توزيع الميثان - إلى الغلاف الجوي. وفقًا للبحث ، يتطابق هذا مع ملاحظات الطقس الحالية لتيتان وسيساعد في التنبؤ بما يمكن رؤيته في السنوات القادمة. يقول شنايدر إن إجراء تنبؤات قابلة للاختبار هو "فرصة نادرة وجميلة في علوم الكواكب". "في غضون بضع سنوات ، سنعرف مدى صحتها أو خطأها".
ويضيف: "هذه هي البداية فقط". "لدينا الآن أداة للقيام بالعلوم الجديدة ، وهناك الكثير الذي يمكننا القيام به وسنقوم به."
مصدر القصة الأصلية: نشرة أخبار معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. لمزيد من القراءة: اكتشف علماء كالتك العواصف في المناطق المدارية من تيتان.
