یکی دیگر از شباهت های زمین و تیتان: باد قطبی

در سامانه ی خورشیدی ما تنها دو جرم هست که رود، اقیانوس، و بارش باران دارند: زمین و تیتان. هر دوی آن ها همچنین یک جو فشرده و چگال دارند، با یک سطح سنگی و زمین‌ساخت صفحه ای. و اکنون دریافته ایم که این دو در یک چیز دیگر نیز مانند همند: باد قطبیکه گازها را یکراست از جو آن ها به درون فضا می کشد.

تیتان، بزرگ ترین ماه سیاره ی کیوان (زحل)، پس از زمین نخستین جرم سیاره ای شناخته شده ایست که چنین باد قطبی شگفت آوری دارد. فضاپیمای کاسینی ناساکه از سال ۲۰۰۴ تاکنون به گردش در سامانه ی کیوان و بررسی این غول گازی سرگرم بوده، با ۲۳ بار گذر از درون جو و دنباله ی مغناطیسیتیتان، شواهد این پدیده را سنجیده و اندازه گرفته است.

طیف سنج پلاسمای کاسینی (CAPS) ذرات گریزنده ای را شناسایی کرده که داشتند به کمک بارهای الکتریکی که خودشان پیش‌تر از دست داده بودند، از جو تیتان می گریختند.

اندرو کوتز از آزمایشگاه دانش فضایی مولاردِکالج دانشگاهی لندنو رهبر این پژوهش در بیانیه ای گفت: «بیشتر جو تیتان از نیتروژنو متانساخته شده و فشار سطحی آن ۵۰ درصد بیش از فشار سطحی هوای زمین است. داده های به دست آمده از CAPS چند سال پیش نشان داده بود که بالای جو تیتان روزانه هفت تُن هیدروکربنو نیتریلاز دست می دهد ولی توضیحی برایش نداشت. اکنون پژوهش تازه ی ما شواهدی را فراهم کرده که چرایی این فرایند را نشان می دهد.»

شواهد ما الکترون هاییبا انرژی ویژه ی ۲۴.۱ الکترون ولتاست. پژوهشگران می دانند که این گونه الکترون ها که فوتوالکترون نیز نامیده می شوند، دستاورد برهمکنش فوتون هاینور با ذراتند، فرایندی که به عنوان پدیده ی فوتوالکتریکشناخته می شود.

کوتز می گوید: «اگرچه تیتان نسبت به زمین ۱۰ برابر از خورشید دورتر است، ولی باز هم جو بالایی آن غرق در نور خورشید می شود. هنگامی که نور به مولکول های درون یون‌سپهرجو تیتان می خورد، الکترون های با بار منفی را از مولکول های هیدروکربن و نیتریل جدا کرده و یک ذره با بار مثبت (یون مثبت) بر جای می گذارد.»

به گفته ی پژوهشگران آزمایشگاه دانش فضایی مولارد، این الکترون های نو سپس در راستای میدان مغناطیسیتیتان رانده و دور می شوند و میدان الکتریکیخودشان را پدید می آورند. این میدان الکتریکی هم به اندازه ی کافی نیرو دارد که به نوبه ی خود، آن یون های مثبت را بالا بکشد و از جو بیرون ببرد.

در زمین هم همین اثر باعث بارداری ذرات جو می شود و آن ها را در راستای میدان مغناطیسی سیاره بالا می کشد، به گونه ای که می توانند به قطب ها رسیده و از آن جا بگریزند. اگرچه تیتان تنها جرم دیگری در سامانه ی خورشیدی است که چنین ویژگی‌ای در آن شناخته شده، ولی به گفته ی پژوهشگران، این گریز ذرات به احتمال بسیار در سیاره های ناهیدو بهرام (مریخ) نیز رخ می دهد.

جزییات این پژوهش در شماره ی ۱۸ ژوئن نشریه ی Geophysical Research Letters منتشر شده است.

واژه نامه:

منبع: Space.com