มหาสมุทรน้ำแข็งอยู่บนดวงจันทร์อันไกลโพ้น เหตุใดพวกมันจึงไม่แข็งตัว? | นิตยสารควอนต้า

สำหรับการดำรงอยู่ของมนุษยชาติส่วนใหญ่ โลกเป็นโลกเดียวที่รู้จักซึ่งปกคลุมไปด้วยมหาสมุทร ซึ่งดูเหมือนจะไม่เหมือนกับเกาะจักรวาลอื่นๆ

แต่ในปี 1979 ยานอวกาศโวเอเจอร์สองลำของ NASA บินผ่านดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์ยูโรปาซึ่งเป็นอาณาจักรน้ำแข็ง ได้รับการตกแต่งด้วยร่องและรอยร้าว ซึ่งบอกเป็นนัยว่าอาจมีบางสิ่งที่เคลื่อนไหวอยู่ใต้พื้นผิวของมัน

“หลังจากยานโวเอเจอร์ ผู้คนสงสัยว่ายูโรปานั้นแปลกและอาจมีมหาสมุทร” กล่าว ฟรานซิส นิมโมนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ

จากนั้นในปี 1996 ยานอวกาศกาลิเลโอของ NASA แล่นผ่านยุโรป และตรวจพบสนามแม่เหล็กประหลาดที่มาจากภายใน “เราไม่เข้าใจว่ามันคืออะไร” กล่าว มาร์กาเร็ต คิเวลสันเป็นนักฟิสิกส์อวกาศจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลีส ซึ่งรับผิดชอบเครื่องวัดแมกนีโตมิเตอร์ของยานอวกาศ ในที่สุด เธอและทีมของเธอก็ได้ตระหนักว่าของเหลวนำไฟฟ้า — บางสิ่งบางอย่างในดวงจันทร์ — กำลังชักกระตุกเพื่อตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กอันใหญ่โตของดาวพฤหัส “สิ่งเดียวที่สมเหตุสมผล” Kivelson กล่าว “คือถ้ามีเปลือกของเหลวละลายอยู่ใต้พื้นผิวน้ำแข็ง”

ในปี พ.ศ. 2004 ยานอวกาศแคสสินีของ NASA เดินทางมาถึงดาวเสาร์ เมื่อสำรวจเอนเซลาดัส ดวงจันทร์ดวงเล็กของดาวเสาร์ ก็พบว่ามีรอยกร่อน ขนนกน้ำแข็ง ปะทุขึ้นจากช่องว่างอันกว้างใหญ่ที่ขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์ และเมื่อแคสสินีบินผ่านท่อเหล่านี้ หลักฐานก็ไม่ผิดเพี้ยน นี่คือมหาสมุทรที่มีรสเค็มไหลออกสู่อวกาศอย่างแรง

ปัจจุบันมหาสมุทรของโลกไม่มีลักษณะเฉพาะอีกต่อไป พวกเขาแปลกมาก พวกมันมีอยู่บนพื้นผิวที่มีแสงแดดส่องถึงดาวเคราะห์ของเรา ในขณะที่ทะเลของระบบสุริยะชั้นนอกถูกซ่อนอยู่ใต้น้ำแข็งและอาบในความมืด และมหาสมุทรของเหลวใต้ดินเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นกฎของระบบสุริยะของเรา ไม่ใช่ข้อยกเว้น นอกจากยูโรปาและเอนเซลาดัสแล้ว ดวงจันทร์อื่นๆ ที่มีมหาสมุทรปกคลุมด้วยน้ำแข็งก็เกือบจะมีอยู่เช่นกัน กองยานอวกาศจะสำรวจอย่างละเอียดในทศวรรษหน้า

ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดความขัดแย้งที่ชัดเจน ดวงจันทร์เหล่านี้ดำรงอยู่ในบริเวณที่หนาวจัดของระบบสุริยะของเราเป็นเวลาหลายพันล้านปี ซึ่งนานเพียงพอสำหรับความร้อนที่ตกค้างจากการกำเนิดของพวกมันจะหนีออกไปสู่อวกาศเมื่อนานมาแล้ว ทะเลใต้ผิวดินควรเป็นน้ำแข็งแข็งในตอนนี้ แล้วดวงจันทร์เหล่านี้ซึ่งโคจรไปไกลเกินความอบอุ่นของดวงอาทิตย์ แล้วยังคงมีมหาสมุทรอยู่ในปัจจุบันได้อย่างไร?

หลักฐานที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ว่าอาจมีหลายวิธีในการรักษามหาสมุทรน้ำของเหลวในช่วงหลายพันล้านปี การถอดรหัสสูตรอาหารเหล่านั้นสามารถเร่งภารกิจของเราในการพิจารณาว่าชีวิตจะปรากฏทั่วจักรวาลได้ง่ายหรือลำบากเพียงใด วิเคราะห์กันสดๆเลย ข้อมูลจากยานอวกาศเก่าบวกกับข้อสังเกตล่าสุดจาก NASA ยานอวกาศจูโน และ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์กำลังเพิ่มหลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นว่ามหาสมุทรอุ่นเหล่านี้มีสารเคมีที่เป็นประโยชน์ต่อชีววิทยา และระบบสุริยะชั้นในไม่ใช่สถานที่เดียวที่ชีวิตอาจเรียกได้ว่าเป็นบ้าน

ดวงจันทร์ในมหาสมุทรเหล่านี้ยังมีความเป็นไปได้ที่ยิ่งใหญ่กว่าอีกด้วย มหาสมุทรในเขตอบอุ่นและน่าอยู่อาจเป็นผลที่ตามมาของการก่อตัวของดาวเคราะห์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่สำคัญว่าดาวเคราะห์และดวงจันทร์ของมันจะอยู่ห่างจากกองไฟนิวเคลียร์ของดาวฤกษ์แค่ไหน และหากเป็นเช่นนั้น จำนวนภูมิประเทศที่เราอาจสำรวจเพื่อค้นหาชีวิตนอกโลกก็แทบจะไร้ขีดจำกัด

“มหาสมุทรใต้ดวงจันทร์น้ำแข็งดูแปลกและไม่น่าจะเป็นไปได้” กล่าว สตีเว่น แวนซ์นักโหราศาสตร์และนักธรณีฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นของ NASA

แต่ถึงกระนั้น ทะเลต่างดาวเหล่านี้ก็ยังคงเป็นของเหลวอย่างท้าทาย

มหาสมุทรที่ห่อหุ้มด้วยกระจก

นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าดวงจันทร์จำนวนหนึ่งโคจรรอบดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ และอาจโคจรรอบดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนด้วยซ้ำ ถือเป็นแหล่งมหาสมุทร แกนีมีดที่แข็งแกร่งและคัลลิสโตที่มีรอยแผลเป็นจากปล่องภูเขาไฟสร้างสัญญาณแม่เหล็กที่อ่อนและคล้ายยูโรปา ไททันที่ปกคลุมไปด้วยหมอกควันของดาวเสาร์ก็อาจมีมหาสมุทรใต้ผิวดินที่เป็นของเหลวเช่นกัน “สิ่งเหล่านี้คือห้าสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในชุมชนรู้สึกค่อนข้างมั่นใจ” กล่าว ไมค์ โซรินักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัย Purdue

จนถึงขณะนี้ สิ่งเดียวที่แน่นอนในมหาสมุทรคือเอนเซลาดัส “นั่นไม่ใช่เกมง่ายๆ” กล่าว คาร์ลี โฮเวตต์นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด

ในช่วงทศวรรษ 1980 นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่าเอนเซลาดัสมีขนนก วงแหวน E ของดาวเสาร์สะอาดและแวววาวมากจนมีบางสิ่งที่อาจมาจากดวงจันทร์ดวงใดดวงหนึ่งของมัน ต้องรั่วไหลออกสู่อวกาศและทำให้มันสดชื่นอยู่ตลอดเวลา หลังจากที่แคสสินีได้เห็นเวทมนตร์ที่ประดับดาวเคราะห์ทำงานอยู่ ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ก็ตั้งคำถามสั้นๆ ว่าพวยพุ่งขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์อาจเป็นผลงานของแสงแดดที่ทำให้น้ำแข็งกลายเป็นไอในเปลือกดวงจันทร์หรือไม่ คล้ายกับน้ำแข็งแห้งที่เดือดพล่านเมื่อถูกความร้อน หรือบางทีอาจเกิดจากแสงแดด

“สักพักหนึ่ง มีการถกเถียงกันว่าจำเป็นต้องมีมหาสมุทรหรือไม่” นิมโมกล่าว “สิ่งที่ตรึงใจจริงๆ ก็คือตอนที่ [แคสซินี] บินผ่านขนนก และพวกเขาก็พบเกลือ — โซเดียมคลอไรด์ นั่นคือมหาสมุทร” ยังมีโอกาสที่ขนนกเหล่านี้อาจปะทุออกมาจากทะเลขนาดเล็กและโดดเดี่ยวมากขึ้น แต่การสังเกตการณ์แคสสินีเพิ่มเติมเผยให้เห็นว่าเปลือกของเอนเซลาดัสโยกไปมาอย่างรุนแรงจนต้องแยกออกจากส่วนลึกของดวงจันทร์ด้วยมหาสมุทรทั่วโลก

นอกจากนี้พลัมยังสูบไฮโดรเจนและควอตซ์ออกมา ซึ่งเป็นสัญญาณของปล่องไฮโดรเทอร์มอลใต้ทะเลลึก กล่าว แฟรงค์ โพสต์เบิร์กนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยเสรีแห่งเบอร์ลิน บนโลก ช่องระบายอากาศดังกล่าวผลิตความร้อนและเคมีที่จำเป็นต่อการสร้างพลังงานให้กับระบบนิเวศที่อยู่นอกเหนือแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าไม่สามารถดำรงอยู่ในโลกที่ขึ้นอยู่กับการสังเคราะห์แสงของเรา

แต่อะไรที่สามารถขับเคลื่อนระบบระบายอากาศที่แข็งแกร่งพอที่จะทำให้ความร้อนทั่วทั้งมหาสมุทรได้? ดวงจันทร์อีกดวงหนึ่งซึ่งเป็นหนึ่งในความหลากหลายที่ร้อนแรงนี้จะให้เบาะแสเหล่านั้น

กระแสน้ำชั่วนิรันดร์

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 1979 หนึ่งเดือนก่อนที่ยานโวเอเจอร์ 2 จะบินผ่านยุโรปอย่างใกล้ชิด นักวิทยาศาสตร์ ประกาศ ยานโวเอเจอร์ 1 มองเห็นพลัมรูปร่มขนาดยักษ์ที่ลอยขึ้นสู่อวกาศเหนือไอโอ ซึ่งเป็นรอยนิ้วมือที่ปะทุของภูเขาไฟหลายลูก

การสังเกตการณ์นี้น่าสับสน: ภูเขาไฟต้องการแหล่งความร้อนภายใน และไอโอก็เหมือนกับดวงจันทร์น้ำแข็งดวงอื่นๆ ที่ควรเป็นเพียงถ่านที่คุอยู่ แต่เมื่อไม่กี่เดือนก่อนหน้านี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์อิสระได้ทำอย่างถูกต้อง ที่คาดการณ์ ไอโออาจเป็นโลกภูเขาไฟซึ่งกระทำมากกว่าปก

พวกเขาใช้การคาดการณ์บนพื้นฐาน การเต้นรำของวงโคจร ของดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดี ทุกๆ สี่วงโคจรที่ Io เสร็จสิ้น ยูโรปาจะสร้างวงโคจรสองวง และแกนิมีดจะมีวงโคจรหนึ่งวง โครงสร้างวงโคจรนี้เรียกว่าการสั่นพ้อง ทำให้ไอโอโยกเยกไปมา ทำให้วงโคจรเป็นวงรี เมื่อไอโอเข้าใกล้ดาวพฤหัสมากขึ้น แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์จะดึงเข้าหามันอย่างเข้มข้นมากขึ้น เมื่ออยู่ไกลออกไป การชักจูงของดาวพฤหัสบดีก็จะอ่อนลง การชักเย่อด้วยแรงโน้มถ่วงที่ไม่มีที่สิ้นสุดนั้นทำให้พื้นผิวหินของไอโอ เลื่อนขึ้นและลง สูง 100 เมตร ซึ่งสูงเท่ากับอาคารสูง 30 ชั้น สิ่งเหล่านี้เป็นกระแสน้ำ เช่นเดียวกับโลก อยู่ในหินแข็ง ไม่ใช่น้ำ

กระแสน้ำเหล่านั้นทำให้เกิดการเสียดสีภายในดวงจันทร์ซึ่งก่อให้เกิดความร้อน และความร้อนจากกระแสน้ำนั้นแรงพอที่จะละลายหินที่อยู่ลึกเข้าไปในไอโอ “ไอโอไม่มีมหาสมุทรที่เป็นน้ำ แต่อาจมีมหาสมุทรแมกมา” นิมโมกล่าว (กาลิเลโอจับสนามแม่เหล็กทุติยภูมิที่นั่นด้วย ซึ่งเกิดจาก แหล่งกักเก็บหินหลอมเหลวใต้ดิน.)

ยูโรปายังประสบกับความร้อนจากกระแสน้ำด้วย แต่กระแสน้ำเหล่านั้นทำให้มหาสมุทรอุ่นขึ้นได้มากเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับว่ากระแสน้ำเหล่านั้นเกิดขึ้นที่ใดในดวงจันทร์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความร้อนที่มากพอจะต้องไปสู่มหาสมุทรเพื่อรักษาสภาพให้เป็นของเหลว “ความร้อนจากกระแสน้ำอาจเกิดขึ้นในเปลือกน้ำแข็งเอง หรืออาจเกิดขึ้นในแกนหินที่อยู่ด้านล่าง” นิมโมกล่าว นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่าสิ่งไหนถูกต้อง ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถบอกได้อย่างแน่ชัดว่าความร้อนจากกระแสน้ำมีส่วนทำให้เกิดของเหลวภายในยูโรปามากน้อยเพียงใด

เอนเซลาดัสก็ถูกยืดและบีบด้วยแทงโก้โน้มถ่วงของมันกับดวงจันทร์ข้างเคียงที่เรียกว่าไดโอน ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้สามารถทำให้เกิดกระแสน้ำที่ทำให้ภายในดวงจันทร์อุ่นขึ้นได้ แต่กระแสน้ำที่เกิดจากเสียงสะท้อนกับ Dione อย่างน้อยก็บนกระดาษ ดูเหมือนจะไม่เพียงพอที่จะอธิบายมหาสมุทรของมันได้ โซริกล่าวว่าตัวเลขยังใช้ไม่ได้ผล และปริมาณความร้อนที่ผลิตได้ไม่เพียงพอที่จะรักษามหาสมุทรโลกไว้เป็นเวลาหลายพันล้านปีนับตั้งแต่ระบบสุริยะถือกำเนิด บางที เช่นเดียวกับยุโรป นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่ากระแสน้ำกำลังสร้างความร้อนภายในเอนเซลาดัสที่ไหน

ปัจจัยที่ทำให้สับสนอีกประการหนึ่งคือวงโคจรไม่ได้รับการแก้ไขตามเวลาทางดาราศาสตร์ เมื่อระบบดาวเคราะห์วิวัฒนาการ ดวงจันทร์ก็เคลื่อนตัว และ "ความร้อนจากกระแสน้ำสามารถเปิดและปิดได้ในขณะที่สิ่งต่าง ๆ เคลื่อนเข้าและออกจากเสียงสะท้อนที่แตกต่างกัน" กล่าว เดวิด โรเธอรีนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยเปิดในสหราชอาณาจักร นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นกับมิแรนดาและเอเรียล ดาวเทียมยูเรเนียนสองดวงที่อาจเคยเป็นคู่เต้นรำมาก่อน ดวงจันทร์เหล่านี้ดูราวกับว่าพวกมันเคยเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยา แต่ตอนนี้ เป็นที่ถกเถียงได้ แช่แข็ง ถึงแกนกลางของพวกเขา

ในทำนองเดียวกัน เอนเซลาดัสอาจไม่ได้มี Dione เป็นคู่เต้นรำเสมอไป: บางทีบูกี้ที่โคจรรอบดาวเสาร์ของพวกเขาอาจเริ่มขึ้นเมื่อไม่นานมานี้และทำให้ดวงจันทร์ที่แข็งตัวก่อนหน้านี้อบอุ่นขึ้น แต่สถานการณ์นั้นก็ยากที่จะอธิบายเช่นกัน “มันง่ายกว่าที่จะรักษามหาสมุทรไว้รอบๆ และบำรุงรักษา แทนที่จะแช่แข็งและละลายมันใหม่” โซริกล่าว ดังนั้น หากความร้อนจากกระแสน้ำมีส่วนรับผิดชอบต่อมหาสมุทรของเอนเซลาดัสแต่เพียงผู้เดียว ดวงจันทร์ก็คือนักเต้นผู้ช่ำชองที่พัดมาเป็นเวลาหลายพันล้านปี

สำหรับตอนนี้ สิ่งเดียวที่แน่นอนเกี่ยวกับมหาสมุทรของดวงจันทร์นี้คือว่ามันมีอยู่จริง มันเกิดขึ้นได้อย่างไร และยังคงอยู่มาจนถึงทุกวันนี้ “เป็นหนึ่งในคำถามใหญ่ที่ยังไม่มีคำตอบ” โซริกล่าว “เอนเซลาดัสเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจ”

คนทรยศกัมมันตภาพรังสี 

โชคดีที่การตกแต่งภายในด้วยแสงจันทร์อันอบอุ่นไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระแสน้ำเพียงอย่างเดียว

ความร้อนภายในของโลกครึ่งหนึ่งมาจากการกำเนิดของมัน ส่วนที่เหลือมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี ในทำนองเดียวกัน ความลึกของดวงจันทร์น้ำแข็งที่อุดมด้วยหินควรมียูเรเนียม ทอเรียม และโพแทสเซียมในปริมาณที่เหมาะสม ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บกัมมันตภาพรังสีที่สามารถปรุงอาหารบริเวณโดยรอบได้หลายร้อยล้านหรือหลายพันล้านปีก่อนที่พวกมันจะสลายตัวเป็นธาตุที่เสถียรและหยุดปล่อยความร้อน .

ดวงจันทร์ที่ใหญ่กว่าจะเริ่มต้นด้วยการกักเก็บสารกัมมันตภาพรังสีไว้มากมาย และบางทีนั่นอาจเป็นสิ่งเดียวที่มหาสมุทรของพวกมันต้องการ “สำหรับดวงจันทร์ขนาดใหญ่อย่างแกนีมีด คาลลิสโต และไททัน พวกมันเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เพราะปัจจัยการแผ่รังสีนี้” แวนซ์กล่าว นักวิทยาศาสตร์บางคนถึงกับโต้แย้งว่าดาวพลูโต มีมหาสมุทรใต้ผิวดิน. เช่นเดียวกับดวงจันทร์สามดวง ดาวเคราะห์แคระดวงนี้น่าจะหุ้มด้วยเปลือกโลกที่หนาเพียงพอซึ่งทำให้การรั่วของเตากัมมันตภาพรังสีออกสู่อวกาศช้าลง

แต่หัวใจที่ค่อนข้างเล็กในดวงจันทร์ลิลลิปูเชียน เช่น เอนเซลาดัส กลับมีสารกัมมันตภาพรังสีไม่เพียงพอที่จะทำให้พวกมันคงความอร่อยได้นานนับพันล้านปี การแก้ปัญหาที่ไม่น่าพอใจประการหนึ่งสำหรับปริศนานี้คือบางทีเอนเซลาดัสอาจโชคดี: กัมมันตภาพรังสีสามารถอธิบายส่วนแรกของมหาสมุทรในอดีตได้ และการเต้นรำกับไดโอนเป็นตอนล่าสุด บางที "ตอนนี้เรามาถึงจุดครอสโอเวอร์แล้ว โดยที่ [ความร้อน] จากรังสีจะต่ำมากจนความร้อนจากกระแสน้ำเข้ามาแทนที่" Postberg กล่าว

หากเป็นเช่นนั้น บางทีเอนเซลาดัสอาจเป็นพิภพเล็ก ๆ ของจักรวาล: การรวมกันของความร้อนจากกระแสน้ำและกัมมันตภาพรังสีโดยบังเอิญ นั่นก็หมายความว่าดวงจันทร์ในมหาสมุทรสามารถดำรงอยู่ได้ทุกที่ หรือในทางกลับกัน แทบไม่มีที่ไหนเลย

มหาสมุทรอ่อนเยาว์

นักวิทยาศาสตร์บางคนโต้แย้งว่าเอนเซลาดัสอาจมีอายุน้อยอย่างน่าทึ่ง

การซ่อนอยู่ในข้อมูลที่รวบรวมโดยยานอวกาศแคสสินีเป็นการบอกเป็นนัยว่าดาวเสาร์ไม่ได้เกิดมาพร้อมกับวงแหวนอันเป็นเอกลักษณ์ของมัน ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์หลายคนกลับเชื่อมั่นเช่นนั้น แหวนก่อตัวขึ้น เมื่อไม่กี่ร้อยล้านปีก่อน การวิจัยใหม่โดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อจำลองความรุนแรงของดวงจันทร์บนดวงจันทร์ แสดงให้เห็นว่าวงแหวนของดาวเสาร์ก่อตัวขึ้นเมื่อดวงจันทร์โบราณสองดวงชนกันในช่วงเวลาที่สเตโกซอร์สัญจรไปมาบนโลก การชนครั้งนี้ทำให้วงโคจรของดาวเสาร์เกลื่อนไปด้วยเศษน้ำแข็งจำนวนมากมาย ในขณะที่หลายวงก่อตัวเป็นวงแหวน วงอื่นๆ ก็พังดวงจันทร์ที่มีอยู่และ สร้างสิ่งใหม่. และถ้าวงแหวนยังอายุน้อย เอนเซลาดัสและดวงจันทร์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งก็อาจมีอายุน้อยเช่นกัน

“รู้สึกเหมือนว่าผู้คนเริ่มเปิดใจมากขึ้นเมื่อพิจารณาว่าดวงจันทร์ยังอายุน้อย” กล่าว เจค็อบ เคเกอร์ไรส์นักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ศูนย์วิจัยเอมส์ของ NASA ในเมาน์เทนวิว แคลิฟอร์เนีย และเป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษาการก่อตัวของวงแหวนเมื่อเร็วๆ นี้

ในทางกลับกันที่สนับสนุนแนวคิดนี้ ปรากฎว่านักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่าดวงจันทร์บางดวงของดาวเสาร์มีอายุเท่าใด “เอนเซลาดัสอาจมีอายุเพียงไม่กี่ร้อยล้านหรือหลายสิบล้านปี” โรเทรีกล่าว หากเป็นเช่นนั้น ความร้อนจากการเกิดอันบ้าคลั่งของมันอาจจะยังคงรักษาของเหลวในมหาสมุทรให้คงอยู่ได้

แต่เรื่องราวของ Young-Moon นั้นยังห่างไกลจากความแน่นอน จำนวนหลุมอุกกาบาตจำนวนมากที่จัดแสดงแสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์อยู่รอบ ๆ เพื่อสัมผัสกับเหตุการณ์โกลาหลเหมือนพินบอลของระบบสุริยะมาเป็นเวลายาวนาน “ผมคิดว่าในระบบดาวเสาร์ มีบางสิ่งแปลกประหลาดเกิดขึ้นเมื่อไม่กี่ร้อยล้านปีก่อน” นิมโมกล่าว “แต่ฉันเดาว่าดาวเทียมทั้งหมดมีอายุ 4.5 พันล้านปี”

หมอผีดาวเทียม

เนื่องจากภารกิจกาลิเลโอและแคสสินีเสียชีวิตไปนานแล้ว ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังปักหมุดความหวังไว้กับยานอวกาศสองลำ ได้แก่ Jupiter Icy Moons Explorer ขององค์การอวกาศยุโรป ซึ่งเพิ่งเปิดตัว และ Europa Clipper ของ NASA ซึ่งยังไม่ได้เปิดตัว ทั้งสองจะมาถึงดาวพฤหัสบดีในช่วงต้นทศวรรษหน้า

และนั่นนำเรากลับมาที่ยุโรป ดวงจันทร์ที่บังคับให้ต้องจินตนาการถึงบริบทของจักรวาลที่มีทะเลบนโลกเป็นครั้งแรก

เป้าหมายประการหนึ่งของยานอวกาศ Clipper ซึ่งมีกำหนดบินในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2024 คือ (ในคำพูดของ รายการวัตถุประสงค์ของภารกิจ) เพื่อ “ยืนยัน” ว่ามหาสมุทรของยุโรปมีอยู่จริง “มีข้อโต้แย้งมากมายเกี่ยวกับคำนั้น” Nimmo กล่าว คลิปเปอร์สามารถค้นพบสิ่งอื่นที่ไม่ใช่มหาสมุทร อาจมีทะเลน้ำแข็งที่เต็มไปด้วยถุงน้ำแข็งแทน หรือ “อาจเป็นทองคำบางๆ ก็ได้” นิมโมพูดติดตลก “ฉันคิดว่า 99% แน่ใจว่ามีมหาสมุทรอยู่ที่นั่น”

สมมติว่า Clipper ยืนยันการมีอยู่ของมหาสมุทรในยูโรปา มันก็จะเริ่มแสดงลักษณะของดวงจันทร์และทะเลใต้ผิวดิน ในการทำเช่นนั้น ยานอวกาศจะเริ่มต้นด้วยการค้นหาว่าโมเลกุลใดอยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์ และหากนักวิทยาศาสตร์โชคดี ก็จะอยู่ในมหาสมุทรเบื้องล่าง ขณะที่มันบินผ่านดวงจันทร์ คลิปเปอร์จะกลืนฝุ่นขนาดเล็ก น้ำแข็ง หรือไอน้ำที่ลอยออกมาจากพื้นผิวดวงจันทร์เข้าไป อนุภาคเหล่านั้นจะถูกศึกษาโดยของมัน เครื่องวิเคราะห์ฝุ่นพื้นผิว เครื่องมือ: เมื่อเมล็ดพืชกระทบกับแผ่นโลหะ เมล็ดพืชจะระเหยและมีประจุไฟฟ้า ซึ่งทำให้เครื่องมือสามารถเปิดเผยลักษณะทางเคมีของเมล็ดข้าวได้

ความหวังก็คือขนนกค่อยๆ ระบายมหาสมุทรของยุโรปออกสู่อวกาศ ซึ่งจะทำให้ภารกิจของ Clipper ง่ายขึ้นมาก ปากน้ำแบบนั้นอาจมีอยู่ แต่จะไม่เหมือนของเอนเซลาดัส อาจเกิดขึ้นไม่ต่อเนื่องและเป็นระยะทางภูมิศาสตร์มากขึ้น หรืออาจไม่ปรากฏเลย ในกรณีนี้ ความหวังก็คือการชนของอุกกาบาตขนาดเล็กอาจหลุดออกไปที่เปลือกน้ำแข็ง ปลดปล่อยซุปในมหาสมุทรและพ่นไปยัง Clipper

และอาจกลายเป็นว่าเมื่อพูดถึงเรื่องการรักษาความอบอุ่น ยูโรปาและดวงจันทร์ดวงอื่นๆ อาศัยเทคนิคทางเคมีที่ไม่แปลกประหลาดเท่าที่เราคาดหวัง ในฤดูหนาว “เราเกลือถนนเพื่อลดอุณหภูมิหลอมเหลว” โซริกล่าว บางทีมหาสมุทรของยุโรปอาจมีความเค็มเป็นพิเศษ ซึ่งจะทำให้จุดเยือกแข็งลดลง สารประกอบอื่นๆ จะเป็นสารป้องกันการแข็งตัวที่มีประสิทธิภาพมากกว่า โดยเฉพาะแอมโมเนีย Sori กล่าว ซึ่งมีอยู่มากในบริเวณที่ห่างไกลจากแสงสะท้อนที่กลายเป็นไอของดวงอาทิตย์

กระแสน้ำ กัมมันตภาพรังสี เคมี และความเยาว์วัย: เมื่อผสมส่วนผสมเหล่านี้ด้วยวิธีที่ถูกต้อง ก็สามารถผลิตและรักษามหาสมุทรบนดวงจันทร์น้ำแข็งเหล่านี้ได้ “ด้วยสิ่งเหล่านี้ทั้งหมด ฉันไม่คิดว่ามันจะเป็นอย่างใดอย่างหนึ่ง” Howett กล่าว สูตรเฉพาะของดาวเทียมแต่ละดวงอาจแตกต่างกัน อาจมีหลายร้อยวิธีในการสร้างดวงจันทร์น้ำแข็งที่เต็มไปด้วยมหาสมุทร

การค้นพบมหาสมุทรลับของยุโรป “ได้เปลี่ยนวิธีคิดของผู้คนเกี่ยวกับดวงจันทร์จริงๆ” Kivelson กล่าว และสิ่งนี้ได้วางแนวทางทางวิทยาศาสตร์เพื่อตัดสินว่ารูปแบบสิ่งมีชีวิตต่างดาวอาจอาศัยอยู่ในทะเลต่างดาวเหล่านี้หรือไม่ และอาจนำมาซึ่งการค้นพบที่จะเปลี่ยนแปลงความคิดของเราเกี่ยวกับสถานที่ของเราในจักรวาลไปตลอดกาล

ควอนตั้ม กำลังดำเนินการสำรวจชุดต่างๆ เพื่อให้บริการผู้ชมของเราได้ดียิ่งขึ้น เอาของเรา แบบสำรวจผู้อ่านฟิสิกส์ และคุณจะถูกป้อนเพื่อรับรางวัลฟรี ควอนตั้ม สินค้า.