وظهرت هذه البقع اللامعة والناعمة بشكل غير عادي والتي تنتشر في محيطات الميثان السائل والإيثان الموجودة على القمر لأول مرة في عمليات الرصد التي قامت بها مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا في عام 2014.
وفي ذلك الوقت، كان علماء الفلك في حيرة من قدرة "الجزر السحرية" على الظهور والاختفاء من الملاحظات مع مرور الوقت. ومنذ ذلك الحين، يحاول العلماء تفسير هذه الظاهرة الغامضة.
والآن، وفقا لدراسة جديدة نشرت في مجلة Geophysical Research Letters، توصل فريق من العلماء إلى إجابة محتملة: ربما تكون "الجزر السحرية" عبارة عن قطع من المواد الصلبة العضوية المجمدة المسامية تتمايل على سطح بحيرات تيتان السائلة.
والغلاف الجوي البرتقالي الضبابي لقمر تيتان أكثر سماكة بنسبة 50% من الغلاف الجوي للأرض وغني بالميثان وغيره من الجزيئات الكربونية أو العضوية. وسطحه مغطى بالكثبان الرملية الداكنة من المواد العضوية وبحار الميثان السائل والإيثان. والأغرب من ذلك هو ما يظهر في صور الرادار على شكل نقاط مضيئة متغيرة على أسطح المحيطات يمكن أن تستمر من بضع ساعات إلى عدة أسابيع أو أكثر.
واقترحت دراسات سابقة أن "الجزر السحرية" يمكن أن تكون جزرا وهمية ناجمة عن الأمواج أو جزرا حقيقية مكونة من مواد صلبة عالقة، أو مواد صلبة طافية، أو فقاعات من غاز النيتروجين.
وتساءلت شينتينغ يو، عالمة الكواكب والأستاذة المساعدة في جامعة تكساس في سان أنطونيو، والمؤلفة الرئيسية للدراسة الجديدة، عما إذا كانت نظرة فاحصة على العلاقة بين الغلاف الجوي لتيتان والبحيرات السائلة والمواد الصلبة المترسبة على سطح القمر يمكن أن تكشف عن سبب هذه الجزر الغامضة.
وقالت: "أردت التحقق مما إذا كانت الجزر السحرية يمكن أن تكون في الواقع مواد عضوية تطفو على السطح، مثل الخفاف الذي يمكن أن يطفو على الماء هنا على الأرض قبل أن يغرق في النهاية".
عالم غريب من المواد العضوية
الغلاف الجوي العلوي لتيتان كثيف بجزيئات عضوية متنوعة. ويمكن أن تتجمع الجزيئات معا، وتتجمد، وتسقط على سطح القمر، بما في ذلك أنهارها وبحيرات الميثان والإيثان السائلين، مع موجات يبلغ ارتفاعها بضعة ملليمترات فقط.
وكانت يو وفريقها مهتمين بمصير هذه الكتل العضوية عند وصولها إلى بحيرات تيتان الهيدروكربونية: هل ستغرق أم تطفو؟
وللعثور على الإجابة، قام الفريق أولا بالتحقيق في ما إذا كانت المواد الصلبة العضوية الموجودة على تيتان ستذوب ببساطة في بحيرات الميثان الموجودة على القمر.
ونظرا لأن البحيرات مشبعة بالفعل بالجزيئات العضوية، فقد قرر الفريق أن المواد الصلبة المتساقطة لن تذوب عندما تصل إلى السائل.
وتتكون بحيرات وبحار تيتان بشكل أساسي من الميثان والإيثان، وكلاهما ذو توتر سطحي منخفض، ما يجعل من الصعب على المواد الصلبة أن تطفو. واقترحت النماذج أن معظم المواد الصلبة المجمدة كانت كثيفة جدا وأن التوتر السطحي منخفض جدا بحيث لا يمكن إنشاء جزر تيتان السحرية إلا إذا كانت الكتل مسامية (ذات فجوات أو فراغات) مثل الجبن السويسري.
ووجد العلماء أنه إذا كانت الكتل الجليدية كبيرة بما فيه الكفاية ولديها النسبة الصحيحة من الثقوب والأنابيب الضيقة، فإن الميثان السائل يمكن أن يتسرب ببطء بما فيه الكفاية بحيث يمكن للكتل أن تبقى على السطح.
وتشير نماذج يو إلى أن الكتل الفردية من المحتمل أن تكون أصغر من أن تطفو بمفردها. ولكن إذا تجمعت كتل كافية معا بالقرب من الشاطئ، فمن الممكن أن تنفصل قطع أكبر وتطفو بعيدا، على غرار الطريقة التي تتفكك بها الأنهار الجليدية على الأرض. ومع مزيج من الحجم الأكبر والمسامية المناسبة، يمكن لهذه الأنهار الجليدية العضوية أن تفسر ظاهرة "الجزر السحرية".
المصدر: phys.org