رونمایی از چهره‌های جدید ماه و عطارد

طی هفته‌ای که گذشت، اخبار گوناگونی از جای‌جای منظومه شمسی به زمین رسید. از یافته‌های جدید تلسکوپ فضایی ایریس در رابطه با مکانیسم گرمایش جو خورشید، تا شواهد جدید کاوشگر کاسینی از احتمال وجود یک اقیانوس زیرسطحی در کوچک‌ترین قمر کروی‌شکل زحل، موسوم به میماس.

تلسکوپ فضایی هابل نیز در این بین از مقصد احتمالی کاوشگر تیزپرواز «افق‌های نو»، بعد از ملاقات سال آینده‌اش با منظومه پلوتو رونمایی کرد. اما شاید عجیب‌ترین اخباری که در این هفته از گوشه‌کنار منظومه به گوشمان رسید، به خاموش‌ترین – و بلکه مرده‌ترین – قلمروهای منظومه شمسی مربوط می‌شد – به ماه و عطارد.

آخرین جایی از منظومه شمسی‌مان که بتوان احتمال کشف یخ‌آب را در آن داد، نزدیک‌ترین نقطه ممکن به خورشید، یا همان سیاره عطارد باشد.  

احتمالاً آخرین جایی از منظومه شمسی‌مان که بتوان احتمال کشف یخ‌آب را در آن داد، نزدیک‌ترین نقطه ممکن به خورشید، یا همان سیاره عطارد باشد. سطح داغ و سترون این سیاره – که از هیچ‌گونه جو قابل توجهی هم میزبانی نمی‌کند – مکان چندان ایده‌آلی برای حضور درازمدت ترکیبات فراری مثل آب، آن‌هم به مقادیری که بتوان از زمین تشخیصشان داد، به نظر نمی‌رسد.

اما در دهه ۱۹۹۰ میلادی، رصدهای راداری از نواحی قطبی این سیاره، احتمالات دیگری را پیش کشیدند: از آنجاکه رصدها به‌صورت فعال، و با مخابره امواج و سپس دریافت بازتابشان انجام می‌شد، روشنایی نامتعارف برخی پهنه‌های نه‌چندان وسیع در نواحی پیراقطبی عطارد، حکایت از وجود مناطقی می‌کرد که امواج راداری را به‌خوبی منعکس می‌کردند. از بین فرضیاتی که در این‌باره مطرح شد، حضور مقادیر قابل توجهی یخ در پناه سایه گودال‌هایی بود که با توجه به عرض جغرافیایی بالایشان، میلیون‌ها سال اجازه ورود نور خورشید را به درون خود نداده‌اند.

محاسباتی که از پی استقرار کاوشگر «مسنجر» ِ ناسا در مدار عطارد، از طریق شلیک امواج نوترونی به گودال‌های قطبی این سیاره صورت گرفت، احتمال ماهیت یخی ِ سطوح بازتابنده را قوت داد؛ چراکه مولکول آب، با میزبانی از دو اتم هیدروژن، بازتاب‌گر نسبتاً ایده‌آلی برای امواج نوترونی محسوب می‌شود. ارتفاع‌سنج مادون قرمز این کاوشگر نیز بازتابندگی نامتعارف این سطوح را به تأیید رساند.

محاسباتی که از پی استقرار کاوشگر «مسنجر» ِ ناسا در مدار عطارد، از طریق شلیک امواج نوترونی به گودال‌های قطبی این سیاره صورت گرفت، احتمال ماهیت یخی ِ سطوح بازتابنده را قوت داد.

اما هفته گذشته، مسنجر موفق شد اولین تصاویر نور مرئی از این سطوح یخ‌بسته را هم به زمین مخابره کند.

هرچند که این سطوح در سایه‌ی مطلق دیواره گودال‌ها فرورفته‌اند، اما قابلیت بازتابندگی‌شان به قدری هست که بتوانند بخش ناچیزی از نور تابیده به دیواره گودال میزبانشان را به فضا منعکس کنند. برای نمونه در تصاویر زیر، دهانه ۶۰ کیلومتری کاندیسنکی را در عرض ۸۸ درجه شمال عطارد می‌بینید که با نوردهی معمولی (چپ)، و همچنین نورهی تقویت‌شده (راست) تصویربرداری شده است. اگرچه درون این گودالِ برخوردی، دست‌کم میلیون‌ها سال از حضور نور مستقیم خورشید بی‌بهره بوده، ولی بازتاب نرم نور بازتابیده از دیواره‌های گودال – که باعث شده تا بخشی از سطح‌اش همچون سطح شیشه به نظر برسد – حکایت از حضور مقادیر قابل توجهی یخ‌آب در این منطقه می‌کند.

این مقدار، مثلاً در دهانه ۱۱۲ کیلومتری پروکوفیف – در عرض ۸۵ درجه شمالی – تا بالغ بر ۱۰ الی ۱۰۰۰ میلیارد تن تخمین زده شده است – با حجمی معادل محتوای دریاچه اونتاریوی کانادا.

نکته‌ای که در خصوص این سطوح یخی جلب نظر می‌کند، فاصله نسبتاً اندکشان با یکی از داغ‌ترین سطوح منظومه شمسی است. در حالی‌که دمای کل بخش‌های روشن سیاره عطارد، به‌طور متوسط به چیزی در حدود ۴۳۰ درجه سانتیگراد می‌رسد، دمای بخش‌هایی که در سایه فرورفته‌اند (ولو در چند متریِ بخش روشن)، تا منفی ۱۷۳ درجه سانتیگراد افت می‌کند. چنین اختلاف دمای فاحشی را تنها در سیاره‌ای که میزبان هیچ‌گونه جو تعدیل‌کننده‌ای نباشد می‌توان سراغ گرفت.

در توضیح منشأ آب عطارددو فرضیه وجود دارد: احتمال نشت بخار از درون، و سپس چگالش آن بر سطح سیاره؛ یا رسوب یخ موجود در هسته دنباله‌دارهایی که به سطح سیاره برخورد کرده‌اند.

در تأکید بر اهمیت نقش جو در تعدیل دمای سیارات، اشاره به همین نکته بس که سیاره زهره، به رغم فاصله بیشتری که از خورشید دارد، گرم‌ترین سطح منظومه شمسی را – حتی گرم‌تر از عطارد – داراست. تأثیر روبه‌رشد پدیده گلخانه‌ای در طول تاریخ تطوّر جو این سیاره، رفته‌رفته اقلیم زهره را چنان تغییر داده، که برخلاف حتی سیاره‌ای مثل زمین، تغییر دمای چندانی بین بخش روز و شب آن هم به چشم نمی‌خورد.

با این‌همه، منشأ آب عطارد کماکان در هاله‌ای از ابهام است. هرچند که دو فرضیه محتمل در این‌باره وجود دارد: احتمال نشت بخار از درون، و سپس چگالش آن بر سطح سیاره؛ یا رسوب یخ موجود در هسته دنباله‌دارهایی که به سطح سیاره برخورد کرده‌اند. به هر جهت، این یخ‌ها نمی‌بایستی پیشینه چندان طولانی‌ای در تاریخ عطارد داشته باشند، چراکه تأثیر مؤلفه‌هایی نظیر برخوردهای شهابسنگی، تابش فرابنفش خورشید، و همچنین فرسایش مغناطیسی سطح این سیاره (نظر به این‌که عطارد فاقد میدان مغناطیسی است)، در درازنای دست‌کم صدها میلیون سال می‌تواند منجر به کدر شدگی، دفن، یا حتی تصعید این یخ‌ها بشود.

روزنه‌هایی به روزگار «داغ» ماه

یافته دیگری که در این هفته بر صدر اخبار منظومه شمسی نشست، تصاویر باکیفیت اخیری بود که «مدارگرد شناساگر ماه» (LRO) از احتمالاً آخرین بازمانده‌های دوران طولانی فعالیت آتشفشانی ِ این قمر تهیه کرد – بازمانده‌هایی جوان‌تر از آن‌چه سابقاً تصورش می‌رفت.

هرچند که ابعاد نسبتاً کوچک ماه، امکان تشکیل آتشفشان‌های مخروطی‌شکل را در این قمر منتفی ساخته، ولی مدت‌هاست که محققین از منشأ آتشفشانی برخی عوارض ماه – از جمله پهنه‌های وسیع و تیره‌رنگی که با چشم غیرمسلح به‌شکل لکه‌هایی بر سطح آن پیداست – پی برده بودند.

این عوارض ابعاد متنوعی دارند، اما یکی از کوچک‌ترین‌هاشان، با شکلی مشابه حرف D – که عرض آن نهایتاً از ۵۰۰ متر هم تجاوز نمی‌کند – منطقه آشنایی‌ست تحت عنوان «اینا»، که نخستین بار در سال ۱۹۷۱، طی تصویربرداری‌های مداریِ مأموریت آپولو-۱۵ مشاهده شد. در این عارضه (تصویر زیر)، ما به جای بقایای «فوران» گدازه، شاهد بازمانده‌هایی از «ترشح» مواد آتشفشانی هستیم؛ بازمانده‌هایی که گویی بر سطح پرافت‌وخیز ماه، «دلمه» بسته‌اند.

ارتفاع این تپه‌ماهورها به حداکثر ۷۶ متر می‌رسد. اما کیفیت منحصربفرد تصاویر LRO – با رزولوشنی معادل تنها طول یک کف پا در هر پیکسل، آن‌هم از ارتفاع حداقل سی‌کیلومتری – نشان دادند که اختلاف تعداد گودال‌های برخوردیِ نقش‌بسته بر سطح این تپه‌ها با نواحی مرزیِ بین تپه‌ها، بیش از آن چیزی است که سابقاً تصورش می‌رفت.

به عبارت بهتر، این تپه‌ها دست‌نخورده‌تر از برآوردهای سابق به نظر می‌رسند، و لذا طبیعتاً در مقیاس‌های زمین‌شناختی، «جوان» محسوب می‌شوند – با عمری معادل حداکثر ۵۰ میلیون سال (به‌طوری‌که چه بسا با عصر حکمرانی دایناسورها بر زمین معاصر بوده‌اند). این در حالی است که دوره اصلی فعالیت‌های آتشفشانی ماه، محدوده‌ای از ۳ میلیارد و ۵۰۰ میلیون تا ۱ میلیارد سال پیش را پوشش می‌داده است.

این بدین‌معناست که تا میلیون‌ها سال پس از اتلاف گرمای داخلی ماه از پی اتمام این فعالیت‌ها، بوده‌اند مناطقی از گوشته ماه که کماکان مذاب مانده بودند؛ به‌طوری‌که تأثیرشان را رفته‌رفته به شکل عوارض پراکنده‌ای همچون اینا، بر سطح ماه باقی گذاشتند.

ماهواره LRO تاکنون موفق شده مجموعاً ۷۰ عارضه نامنظم از این دست را در سمت رو-به-زمین ِ ماه پیدا کند؛ آمار قابل توجهی که نشان می‌دهد این فعالیت‌ها مقطعی نبوده‌اند و احتمالاً مدل‌سازی‌هایی که از پیشینه ماه صورت گرفته، محتاج بازنگری‌اند.

پیش‌تر نیز دماسنج‌های زیرسطحی‌ای که توسط فضانوردان آپولو ۱۵ و آپولو ۱۷ به ماه حمل شده بود، دمایی بالاتر از آن‌چه تصورش می‌رفت را گزارش می‌کردند؛ حال‌آنکه دانشمندان این نتایج را حمل بر خطای ابزاری می‌کردند. اما هم‌اینک، به یمن مشاهدات اخیر LRO، گویا باید این را پذیرفت که ماه، علی‌رغم ظاهر سترون و مرده‌اش، چه بسا تا همین چند میلیون سال پیش، جهان پویا و منعطفی بوده است.