شباهت عجیب ناهمواری‌های پلوتون به زمین در تصاویر جدید ناسا

شباهت عجیب ناهمواری‌های پلوتون به زمین در تصاویر جدید ناسا

بر اساس استانداردهای زمینی به‌سختی می‌توان دنیای عجیب‌وغریب، منجمد و کوچک پلوتون را مجسم کرد. این سیاره در دورترین گوشه‌ی منظومه‌ی شمسی در فاصله‌ی حدود ۷ میلیارد کیلومتری خورشید قرار گرفته است.

کاوشگر New Horizons از ناسا که در سال ۲۰۱۵ در فاصله‌ی ۱۲,۵۰۰ کیلومتری پلوتو قرار داشت، امروز چشم‌انداز بهتری از این سیاره نمایش می‌دهد. حداقل دما در این سیاره به منفی ۲۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. نور خورشید در ظهر پلوتون با گرگ‌ومیش زمین قابل‌ مقایسه است.

اما می‌توان گفت شگفت‌انگیزترین نتیجه‌ی سفر New Horizons بررسی‌ ویژگی‌های عجیب این سیاره نیست؛ بلکه کشف چهره‌ها و ابعاد آشنای این سیاره است. پلوتون هم مانند زمین کوهستان‌های ناهموار، زمین‌های هموار و فصل‌های متغیر دارد. مطالعه‌ی جدید مجله‌یScience یکی از ویژگی‌های مشترک پلوتون با زمین را در فاصله‌ی چند میلیارد مایلی نمایش می‌دهد: تپه‌های شنی پلوتون.

به‌گفته‌ی مؤلف این پژوهش متیو تلفر، کارشناس جغرافیای فیزیکی در دانشگاه پلای ماوث بریتانیا:

دنیایی که جاذبه‌ی آن تنها یک شانزدهم جاذبه‌ی زمین است، تفاوت‌های زیادی با سیاره‌ی ما دارد؛ اما تپه‌های شنی آن بسیار مشابه زمین هستند.

ناسا تصاویر New Horizons را مدت کمی پس از پرواز از کنار پلوتون منتشر کرد. در میان این تصاویر یک تصویر مشهور از یک حوزه‌ی قلبی شکل در سطح پلوتون وجود دارد. تلفر و دیگر دانشمندان سیاره‌شناس در پهنه‌ی غربی این قلب در زمین مسطحی به نام اسپوتنیک پلانیتیا شاهد یک پدیده‌ی عجیب بودند. با نزدیک شدن صفحه‌ی اسپوتنیک پلانیتیا به کوهستان‌های یخی، سطح زمین ناهموار می‌شود. این ناهمواری‌ها که مثل شن جاروشده بودند برای تلفر و دانشمندان سیاره‌شناس مثل بخشی از یک پازل بودند، زیرا هنوز این ابهام وجود داشت که جو نازک پلوتون چطور می‌تواند باد کافی برای حرکت شن‌ها را تولید کند.

جانی رادباگ دانشمند سیاره‌شناس دانشگاه بریگام یانگ، به شباهت زمین‌های هموار به تپه‌های شنی در عکس‌های New horizons اشاره می‌کند. با توجه به این‌که هیچ تیم دیگری قصد بررسی این شکل‌ها را نداشت، او هم به تلفر و اعضای مأموریت New horizons پیوست. اولین گزارش‌ها مبنی بر وجود تپه‌های احتمالی به نتیجه نرسیدند. به‌گفته‌ی تلفر، بخش‌های دیگری هم در آن قسمت‌ها مشابه تپه بودند. اما شواهد این منطقه بیشتر بودند.

به‌گفته‌ی رایان اوینگ زمین‌شناس دانشگاه A&M تگزاس که قبلا در بررسی‌های مریخ مشارکت داشته است:

این کشف شگفت‌انگیز است. روشی که آن‌ها برای شناسایی تپه‌ها در سطح پلوتو به کار گرفته‌اند مشابه روشی است که ما برای شناسایی تپه‌های مریخ به‌کار بردیم.

ساخت یک خاک‌ریز یا تپه‌ی شنی به شن و باد نیاز دارد. قطعات کوارتزیشن و ماسه‌ی لازم را برای تپه‌های شنی زمین فراهم می‌کنند. اما بخش اسپوتنیک پلانیتیا در پلوتون با یخ نیتروژنی پوشانده شده است که بر اساس تخمین دانشمندان، استحکام آن برای تشکیل شن و ماسه کافی نیست.

به‌گفته‌ی رادباگ، استحکام نیتروژن منجمد مثل خمیردندان است. اما استحکام متان جامد بیشتر از این توده‌ی خمیردندانی است. یخ متان می‌تواند به قطعات کوچک تقسیم می‌شوند. بر اساس محاسبات دانشمندان قطر هر قطعه‌ی متان تقریبا یک اینچ است.

یک مشت ذره‌ی متان ازنظر ظاهری مثل یک مشت شن مرغوب است. قدم زدن روی این شن‌ها مثل قدم زدن روی تپه‌های شنی زمین است (البته اگر از داخل لباس فضایی بتوان این تشابه را احساس کرد). ارتفاع تپه‌های شنی پلوتون تقریبا ۳۰ متر است، ارتفاع آن‌ها به‌اندازه‌ی تپه‌های مسکویت در پارک ملی دره‌ی مرگ است. نوارهای روی سطح نشان‌دهنده‌ی وزش جریان‌های بادی در جهت عمود بر تپه‌ها هستند.

اما سؤال اینجا است که وزش باد را چطور می‌توان اثبات کرد. یک مدل آب‌وهوایی پلوتون نشان می‌دهد سرعت باد در پلوتون تا ۳۲ کیلومتربرساعت افزایش می‌یابد. چنین سرعتی برای شناور کردن ذرات به شکل یک تپه‌ی شنی کافی است. به‌گفته‌ی تلفر این حوزه یکی از بادخیزترین نقاط پلوتون است و باد دقیقا به سمت راست می‌وزد. اما این بادها برای تکان دادن ذرات متان به‌اندازه‌ی کافی قدرتمند نیستند، زیرا ذرات متان در فاصله‌ی کمی از زمین به یکدیگر چسبیده‌اند. دقیقا مثل پرواز یک بادبادک در آب‌وهوای آرام است: برای بالا رفتن بادبادک باید دوید،  درنتیجه حتی یک باد ملایم هم می‌تواند بادبادک را بلند کند. بنابراین وجود یک نیروی اولیه برای حرکت ذرات لازم است.

به‌عقیده‌ی پژوهشگرها فرآیند تصعید می‌تواند این نیروی اولیه را فراهم کند. نمونه‌ی قابل‌شناسایی روی زمین تبخیر است، برای مثال وقتی  شخصی پس از شنا در اقیانوس از آب بیرون می‌آید و در طول ساحل قدم می‌زند خورشید با تبدیل آب به بخار او را خشک می‌کند.

در سطح پلوتون، خورشید مواد جامد را به‌طور مستقیم به گاز تبدیل می‌کند. تلفر و همکاران او شاهد حفره‌هایی را در لبه‌های زمین مسطح مشاهده کردند، احتمالا در این نقاط، یخ نیتروژن به گاز تبدیل شده است. تصعید نیتروژن نیروی کافی را برای تکان دادن ذرات متان فراهم می‌کند  و ذراتی را وارد بادهای پلوتون می‌کند که درنهایت منجر به تشکیل تپه‌ها می‌شوند.

به‌عقیده‌ی مک کینون نظریه‌ی تصعید تااندازه‌ای وابسته به حدس و گمان است. به‌گفته‌ی او نشانه‌های دیگر مثل افزایش‌های دوره‌ای فشار جوی پلوتون هم می‌توانند عامل دیگر حرکت ذرات شنی باشند.

ازنظر رادبارگ، در هر صورت وجود تپه‌های شنی قطعی است. کشف این تپه‌ها پلوتون را در دسته‌ی سیاراتی مثل زمین، مریخ، زهره، تیتان قمر زحل و حتی ستاره‌های دنباله‌دار قرار می‌دهد. رادبرگ می‌گوید:

تمام کاری که ما باید انجام دهیم تبدیل سفینه‌ی فضایی به یک بدنه و بررسی مناطقی است که قبلا مشاهده نکردیم. برای New Horizon این مأموریت جدید در روز سال نوی ۲۰۱۹ آغاز می‌شود؛ یعنی درست زمانی که به سمت یک جرم به نام 2014 MU69 با نام مستعار اولتیما تول (به معنی فراتر از مرزهای دنیای شناخته‌شده) در کمربند کپلر حرکت می‌کند.