فضاپیمای نیو هورایزنز از چندضلعی‌های عجیب و غریب پلوتو پرده برمی‌دارد
فضاپیمای نیو هورایزنز ناسا در ژوئیه 2015 به پلوتو رسید، درحالی که اولین مأموریتی بود که برای کاوش این سیاره کوچک انجام می‌شد. این فضاپیما اطلاعات ارزشمند زیادی را درباره پلوتو و قمرهایش در اختیار دانشمندان گذاشته است و اولین تصاویر را از سطح یخی آن گرفته که تصور دانشمندان و افراد عادی را به واقعیت نزدیک کرده است.
اسپاتنیک پلانوم دره‌ای مملو از یخ است که مساحتی در حدود 900,000 کیلومتر مربع را اشغال کرده است، که از این سیاره چهره‌ای جالب ساخته است. به نظر می‌رسد سطح این یخ‌ها (که تصور می‌شود غالباً از نیتروژن باشد) شکسته و مجموعه کاشی‌های چندضلعی را به وجود آورده باشد که هریک اندازه‌ای در حدود 10 تا 40 کیلومتر دارند. این چندضلعی‌ها مسطح نیستند بلکه ارتفاع مرکز آن‌ها ده‌ها متر بلندتر از لبه‌های آن‌هاست که منظره‌ای یخی با ارتفاعاتی با شیب نرم ایجاد کرده‌اند.
حرارت رادیواکتیو
نیتروژن نقطه ذوب 67 کلوین دارد که به قدر کافی بالاتر از دمای سطح پلوتو، یعنی 36 کلوین، است. از این روز سطح اسپاتنیک پلانوم باید جامد باشد. بااین‌حال، تصور می‌شود پلوتو هسته‌ای دارد که دربردارنده عناصر رادیواکتیو است که با نابودی آن‌ها حرارت تولید می‌شود. یخ‌های نیتروژنی رسانای ضعیف حرارت هستند، بنابراین این حرارت رادیواکتیو باید سبب شود که مناطق پایین‌تر نیتروژن به طور قابل توجهی گرم‌تر از سطح آن باشد.
ویلیام مک‌کینون و هم‌کارانش از گروه زمین‌شناسی، ژئوفیزیک و تصویربرداری نیو هورایزنز چنین حدس زدند که دمای بخش‌های زیرین سطح یخ به قدر کافی بالا هست تا نیتروژن تا حدی ذوب شده و بتواند مانند سیالی ویسکوز و گران‌رو جاری شود و به حرارت اجازه می‌دهد به شکل هم‌رفت به سمت بالا حرکت کند. هم‌چنین نیتروژن گرم به آرامی به سمت سطح بالا آمده، در آن‌جا سرد شده و دوباره به پایین برمی‌گردد. برای آن‌که هم‌رفت اتفاق افتد، یخ باید خود را در آرایه‌ای از سلول‌های هم‌رفت مرتب کند و اعضای گروه نیو هورایزنز معتقدند هر چندضلعی متناظر با یکی از این سلول‌هاست.
هم‌رفت با سرعت پایین
در پژوهشی مستقل، الکساندر تروبریج و هم‌کارانش از دانشگاه پردو، پس از آن‌که مدل کامپیوتری خود را برای فرایند هم‌رفت تدوین کردند، به همین نتیجه رسیدند. آن‌ها سرعت هم‌رفت را 1/5 سانتی‌متر در سال محاسبه کردند. این بدان معناست که سطح اسپاتنیک پلانوم حدود یک میلیون سال عمر دارد، که با نبود کوه‌های آتش‌فشانی بر سطح این یخ‌ها نیز سازگار است. این تخمین به محاسبات مک‌کینون و هم‌کارانش، که عمر سطح پلوتو را 500,000 سال برآورد می‌کنند، نزدیک است.
با این‌که هر دو گروه موافق‌اند که پدیده هم‌رفت اسپاتنیک پلانوم را شکل می‌دهد، اما بر سر پارامتر‌‌های مهمی اختلاف دارند. برای مثال، تروبریج و هم‌کارانش می‌گویند اندازه چندضلعی‌ها نشان می‌دهد عمق یخ در سرتاسر سطح حداقل 10 کیلومتر است. اما مک‌کینون و هم‌کارانش می‌گویند احتمالاً هم‌رفت به شکل «پوششی آهسته‌رو» اتفاق می‌افتد که در آن‌جا یخ نزدیک سطح بسیار سردتر از یخ‌های داخلی است. نتیجه آن است که سلول‌های هم‌رفت سطح بسیار وسیع‌تری نسبت به عمق‌شان دارند که یعنی عمق آن‌ها در حدود 3 تا 6 کیلومتر است.
ضخامت یخ نقش مهمی در چگونگی شکل‌گیری دره زیرین اسپاتنیک پلانوم دارد. گروه مک‌کینون می‌گویند یخ 3 تا 6 کیلومتری مطابق با این واقعیت است که این دره با برخورد شهاب‌سنگ به وجود آمده باشد. با این حال، احتمالاً فرایندهای ژئوفیزیکی پیچیده‌تری در شکل‌گیری این دره نقش داشته‌اند، که توانایی نگه‌داری 10 کیلومتر یخ را دارد. سوال بی‌پاسخ دیگر آن است که چگونه همه آن نیتروژن در این دره در محل اول قرار گرفته‌اند. با وجود آن‌که کل مقدار نیتروژن موجود در پلوتو همان مقداری است که دانشمندان حوزه سیاره‌شناسی انتظار داشتند، اما این سوال که دقیقاً چگونه این مقدار زیاد نیتروژن در اسپاتنیک پلانوم پایان می‌یابد، هم‌چنان بی‌جواب مانده و می‌تواند به اتفاقی مهم در تاریخچه این سیاره کوتوله مربوط باشد، که تاکنون ناشناخته مانده است
هر دو گروه نتایج پژوهش خود را در Nature گزارش کرده‌اند.
نویسنده: Hamish Johnston نویسنده physicsworld.com
منبع اصلی: New Horizons lifts the lid on Pluto`s peculiar polygons
مرجع: Convection in a volatile nitrogen-ice-rich layer drives Pluto’s geological vigour
منبع: 2057http://www.psi.ir/news_fa.asp?id=
نویسنده خبر: مهسا توکلی دوست
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 1615
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!