წყლის სამყაროთა შესწავლის მეცნიერება კოსმოსში ვრცელდება

 კოსმოსის და ოკეანეების შემსწავლელი მეცნიერები გაერთიანდნენ და მზის სისტემის წყლის სამყაროებში თავით გადაეშვნენ..

 2015 წელს, NASA-ს კოსმოსურმა ხომალდმა Cassini-მ სატურნის ერთ-ერთი მთვარის – ენცელადეს სიღრმეებიდან ამოტყორცნილ, გიგანტურ წყლის ჭავლებში გაიარა. © NASA/JPL-Caltech.

 როდესაც კოსმოსურმა ხომალდმა Cassini-მ სატურნის ერთ-ერთი მთვარის, ენცელადეს სამხრეთ პოლუსის თავზე გადაიარა, კოსმოსური აპარატებისთვის აქამდე წარმოუდგენელი რამ განახორციელა.. შხაპი მიიღო.  Cassini ენცელადეს ზედაპირული ნაპრალებიდან ამოტყორცნილი წყლის, ორთქლისა და ყინულის მსუბუქ ჭავლებში შეიჭრა და ანალიზი აიღო. ენცელადეს ზედაპირის ქვეშ გიგანტური ოკეანის არსებობა სურათებიდან ადრეც იყო ცნობილი, თუმცა წყალბადის, ნახშირორჟანგის, მეთანის და მინერალების აღმოჩენამ აჩვენა, რომ ამ ოკეანეში სიცოცხლის ჩასახვისთვის საჭირო ყველა ინგრედიენტი არსებობს. Cassini-ს აღმოჩენებმა ენცელადე მზის სისტემის ოკეანური სამყაროების იმ ჯგუფს მიაკუთვნა, სადაც შეიძლება ცოცხალი ორგანიზმები ბინადრობდნენ. ზოგიერთი, პატარა ზომის მიუხედავად, უფრო დიდ ოკეანეს ფარავს, ვიდრე მთელ დედამიწაზეა. ამავე ჯგუფშია პლანეტა იუპიტერის მთვარე ევროპა, რომელიც, სავარაუდოდ, “სიცოცხლეს ფარავს.”

 – “ვინ იცის, იქნებ სიცოცხლე ჩვენს საკუთარ მზის სისტემაშიც არსებობს და მას, ეს-ესაა, სულ ახლოს ჩავუარეთ. ” – ამბობს ქრისტოფერ გერმანი, ვუდს-ჰოლის ოკეანოგრაფიის ინსტიტუტის უფროსი მეცნიერ-მკვლევარი და NASA-ს მიერ დაფინანსებული ოკეანურ სამყაროთა ქსელის (NOW) წევრი. – “ის, რაც ადრე მხოლოდ ფანტასიკის სფეროს ეკუთვნოდა, დღეს რეალობად იქცა, ჩვენ შეძლება ვიპოვოთ სიცოცხლე ჩვენს მეზობლად, იქ, სადაც ჩვენს ტექნოლოგიებს თავისუფლად შეუძლიათ მიაღწიონ. ”

 “აი ეს ტერმინი – ”ახლოს” – ჩემთვის ყველაზე მეტად აღმაფრთოვანებელია,” – აღნიშნავს ტრეისი ბეკერი, პლანეტურ მეცნიერებათა ჯგუფის ხელმძღვანელი, სან ანტონიოს სამხრეთ-დასავლეთ კვლევითი ინსტიტუტის (SwRI) მეცნიერი. – “წარმოიდგინეთ, რამდენი რამ შეიძლება შევიტყოთ ჩვენს მშობლიურ მზის სისტემაზე, თუ აქვე აღმოვაჩენთ სიცოცხლეს, და რამდენად უფრო თამამად ვიმსჯელებთ შორეულ კოსმოსში არსებულ სიცოცხლის სხვა ფორმებზე.”

 ახალ გარემოებათა შესწავლის მიზნით, NASA -მ პლანეტებისა და ოკეანეების მკვლევართა ერთობლივი ჯგუფის მხარდაჭერა მნიშვნელოვნად გაზარდა, რომ მათ დაწვრილებით შეისწავლონ წყალქვეშ არსებული ექსტრემალური ეკოსისტემები (ანუ, ისეთი ეკოსისტემები, სადაც გარემოს პარამეტრები მნიშვნელოვნად სცდება სიცოცხლისთვის ყველაზე ხელსაყრელს. მაგალითად, სადაც ძალიან მაღალი ან დაბალი ტემპერატურა, წნევები და მარილიანობაა).

 ყველაფერი დაიწყო პროგრამით –  მზის სისტემის ოკეანეთა შესწავლა, რომელსაც გერმანი ”მეცნიერთა სახალხო განათლებას” უწოდებს. ეს პროგრამა უამრავ სამუშაო შეხვედრას მოიცავდა, ხოლო ჩატარებულ ღონისძიებებს და საინტერესო ინფორმაციას ჟურნალის ოკეანოგრაფია სპეციალურ გამოშვებაში ბეჭდავდნენ. – “ერთმანეთისგან უამრავი რამ ვისწავლეთ” – აღნიშნავს ამანდა ჰენდრიქსი, NASA-ს პლანეტურ მეცნიერებათა ინსტიტუტის თანამშრომელი და კომიტეტის თავმჯდომარე, რომლის ხელმძღვანელობითაც მომზადდა პირველი, 2019 წლის ანგარიში კოსმოსში ოკეანურ სამყაროთა გამოკვლევის შესახებ. – ”ადამიანების მიერ დედამიწისეული ოკეანეების კვლევის მრავალწლიანმა გამოცდილებამ ძალიან გაგვიმარტივა სამეცნიერო ამოცანების იმ ჩამონათვალის შედგენა, რომლებიც  უნდა განხორციელდეს მზის სისტემის წყლით დაფარული პლანეტების კვლევისას”.

სასიცოცხლო ზონა ფართოვდება

 ჩვენი მზის სისტემაში ხუთი ოკეანური სამყაროს არსებობაა დადასტურებული: იუპიტერის მთვარეები – კალისტო, ევროპა და განიმედი; და სატურნის მთვარეები – ენცელადე და ტიტანი. თუმცა, ეს ჩამონათვალი, შეიძლება პლანეტური აისბერგის მხოლოდ წვერი იყოს – “მალე თითქმის 20 სხვა კანდიდატი შეიძლება შემოგვემატოს, მას მერე, რაც უფრო მეტი გვეცოდინება იმ კოსმოსურ სხეულებზე, რომლებიც კოსმოსურმა ხომალდმა Voyager 1980-იან წლებში განხორციელებული მისსიის დროს მოინახულა.” – ამბობს გერმანი. – “პატარა ევროპაზე შეიძლება იმაზე მეტი ოკეანე იყოს, ვიდრე მთელ დედამიწაზეა. ეს საოცარი ფაქტია, კოსმოსური ჯეკპოტი, რომლის კვლევითი პოტენციალი უსაზღვროა.”

 “ამ მთვარეების შესწავლამ სრულიად შეცვალა პარადიგმა, რომელიც ცნობილია, როგორც ”სასიცოცხლო ზონა” – პლანეტის ვარსკვლავიდან დაშორების ის ზონა, რომლის ფარგლებშიც სიცოცხლისთვის კომფორტული პირობებია.” განმარტავს ვედ შირაიათი, მაიამის უნივერსიტეტის დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებათა პროფესორი, და  NASA-ს მიზნობრივი კვლევების ლაბორატორიის მაღალი სირთულის სენსორული ლაბორატორიის დირექტორი. – ”ეს მთვარეები იმდენად შორს არიან მზიდან, რომ სასიცოცხლო ზონის ძველი განმარტების თანახმად, გაყინულ და გახევებულ პლანეტურ გარემოსთან უნდა გქვონდეს საქმე. თუმცა ვხედავთ, რომ ყველა ამ სხეულზე თხევადი ოკეანეა. მაშასადამე, სასიცოცხლო ზონა მხოლოდ პირობითი მოცემულობაა – სისტემების ინდივიდუალური პარამეტრები სიცოცხლის არსებობის შანსებს მნიშვნელოვნად განსაზღვრავს.”

 ენცელადე და ევროპა, კოსმოსურ ოკეანურ სამყაროთა შორის, კვლევის პრიორიტეტული სამიზნეები არიან, რადგან მათ წიაღში სიცოცხლის განვითარებისთვის ყველაზე ხელსაყრელი პირობებია. ევროპაზე არსებული ოკეანე Voyager 1 და 2 მისსიების დროს აღმოაჩინეს, როდესაც 1970-იანების დასასრულს იუპიტერის სისტემას ჩაუფრინეს. აპარატების მიერ გადაღებულ ფოტოსურათებზე არქტიკისა და ანტარქტიკის რეგიონების მსგავსი, ყინულოვანი ლანდშაფტები მოჩანს. ეს უსუფთავესი ყინული წარმოუდგენლად გლუვია, მხოლოდ რამდენიმე დარტყმითი კრატერით, რაც ზედაპირის ახალგაზრდა ასაკზე მიუთითებს. ყინულის უზარმაზარი ფილები კი ისეა ერთმანეთზე გადადებული, რომ, როგორც ჩანს, მათ ქვემოთ სითხეა, რომელშიც ისინი ტივტივებენ.

 2024 წელს NASA იუპიტერის მთვარე ევროპისკენ ახალ აპარატს – ”ევროპა კლიპერს” (Europa Clipper) გაუშვებს, რომელიც მასზე სიცოცხლის არსებობის პოტენციალს განსაზღვრავს და სავარაუდოდ არსებულ ორგანიზმებსაც მოძებნის. © NASA/JPL-Caltech.

 “ჩანს, რომ ევროპას თავისი საკუთარი ტექტონიკური ქანები აქვს.” – ამბობს რობერტ პაპალარდო, Europa Clipperის მისსიის საპროექტო ჯგუფის ხელმძღვანელი, რეაქტიული ძრავების ლაბორატორიის, JPL თანამშრომელი. – “ვხედავთ ადგილებს, სადაც ყინულოვანი ლითოსფერო ზედაპირის ქვეშ ჩაძირულა; არის ზონები, რომლებიც სუბოკეანური ნაპრალებივით არიან დიდ მანძილზე გადაჭიმული; როგორც გეოლოგს – ყოველივე ეს აღმაფრთოვანებს.”

 ”ევროპაზე თხევადი ოკეანის არსებობის ფაქტი საბოლოოდ დადასტურდა კოსმოსური ავტომატური ხომალდის – Galileo მისსიის დროს, რომელიც იუპიტერის სისტემას მრავალი წლის განმავლობაში, 1995-2003 შუალედში იკვლევდა რთული მაგნიტომეტრის მეშვეობით. – “ეს არის ხელსაწყო, რომელიც ზედაპირისქვეშა ოკეანეებს რთული პროცესის, ე.წ. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის მეშვეობით დაადგენს.” – განმარტავს კორი კოხნეინი, ”Europa Clipper”-ის მაგნიტომეტრული აპარატურის სპეციალისტი. – ”იუპიტერის უმძლავრესი მაგნიტური ველი ევროპაში ელეტროდენებს წარმოქმნის, რისი მეშვეობითაც მას საკუთარი მაგნიტური ველი წარმოექმნება. და ეს რთული ასახსნელია, თუ 90% სიზუსტით არ დავუშვებთ, რომ ეს ძალიან მარილიანი ოკეანეა.”

 საიდან მოდის სიმხურვალე, რომელიც ოკეანეს თხევად მდგომარეობაში აჩერებს? ეს იუპიტერსა და მის უდიდეს მთვარეებს შორის არსებული ”გაწევ-გამოწევის” შედეგია – ამ მთვარეების შიდა სივრცეს იუპიტერის კოლოსალური გრავიტაცია მუდმივ ”გადახეხვაში” ამყოფებს. მოდელების მიხედვით, წარმოქმნილი სიცხე ევროპის ოკეანის ფსკერზე არსებულ ე.წ. ”ჰიდროთერმულ საკვამურებს” ასაზრდოებს, და მათგან ამოსული, მინერალებით მდიდარი, მდუღარე წყლის ნაკადები ევროპის ოკეანეს თხევად მდგომარეობაში ინარჩუნებს. დედამიწაზე მსგავსი ”საკვამურები” მიკრობებით ძალიან მდიდარ ეკოსისტემებს ასაზრდოებს და გიგანტური კვებითი ჯაჭვების არსებობას უზრუნველყოფს. – “პრაქტიკულად ყველაფერი, რაც ვიცით, ევროპის შესაძლო ”დასახლებულობაზე” მიუთითებს.” – აღნიშნავს მიურეი.

 ვიდეო: დედამიწის ოკეანეებში ”ჰიდროთერმული საკვამურები” მიკრობებით ძალიან მდიდარ ეკოსისტემებს ასაზრდოებს და გიგანტური კვებითი ჯაჭვების არსებობას უზრუნველყოფს.

 “ევროპაზე სიცოცხლის არსებობის საკითხს ფრთხილი ოპტიმიზმით ვეკიდები,” – ხაზს უსვამს ჰენდრიქსი. – “მის ზედაპირზე მოხტუნავე უცხოპლანეტელების დანახვის მოლოდინი ნამდვილად არ მაქვს, მაგრამ მარტივი მიკრობული ორგანიზმების აღმოჩენაც კი დაადასტურებს იმას, რომ მხოლოდ დედამიწისეული პირობები არ არის სიცოცხლის ჩასახვისთვის ხელსაყრელი, და რომ სიცოცხლე კოსმოსში, სავარაუდოდ, ფართოდ უნდა იყოს გავრცელებული.”

 კოსმოსური ხომალდი Europa Clipper 2024 წლის ოქტომბერში აიღებს სტარტს და იუპიტერის გარშემო ორბიტაზე 2030 წელს გავა. ის ევროპას ძალიან ახლოს – 25 კილომეტრის დაშორებით, სულ მცირე, 50-ჯერ ჩაუვლის და საინტერესო გეოლოგიურ (შესაძლოა ბიოლოგიურ) დეტალებზე მნიშვნელოვან ინფორმაციას მოგვაწვდის. აპარატის მაგნიტომეტრი ოკეანის დინებათა დეტალურ პროფილებს განსაზღვრავს, ხოლო რადარი – წყლის და მისი ზედაპირული ყინულების სიღრმეებს. გამოსახულების მიმღები სისტემები მაღალი გარჩევადობის ფოტომასალას შეაგროვებს და ნაპრალებისა და გეიზერების რუკებს შეადგენს.

 აპარატი აღჭურვილია ხელსაწყოებით, რომლებიც ზედაპირის ნაპრალებიდან ამოხეთქილ ნაკადებში ნაწილაკოვანი და მოლეკულური ჩანართების ანალიზს მოახდენს. ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მიერ 2012 წელს ჩატარებული დაკვირვების შედეგად გამოვლინდა წყლის ჭავლები, რომელთა სიმაღლე 200 კილომეტრამდე აღწევს. “ჩვენ ამ ჭავლებში სპექტრომეტრით ჩავიფრენთ, შევაგროვებთ მტვერს და შხეფებს, და გავარკვეთ, თუ რა იმალება ევროპას ოკეანის გულში.” – ამბობს ბეკერი.

 ორი სხვადასხვა სურათის კომპოზიტური გამოსახულება – ორბიტული კოსმოსური ტელესკოპის Hubble მიერ გადაღებული იუპიტერის მთვარის – ევროპას სურათის ფონზე მოჩანს კოსმოსური ზონდის Galileo მიერ გადაღებული ჭავლები (ქვემოთ, დამკვირვებლისგან მარცხნივ, ლურჯ ფონზე). © NASA/ESA/(STScI)/USGS ასტროგეოლოგიის სამეცნიერო ცენტრი.

კავშირები წყალსა და ქვას შორის

 “ენცელადე ხის ქვედა ტოტებზე დამწიფებული ხილივითაა.” – ხუმრობით ამბობს შირაიათი. – ”მთავარია ორბიტაზე გახვიდე და ოკეანეს ლანგრით მოგართმევენ. იქ ბაქტერიებიც შეიძლება იყოს, რომელსაც შენი ორბიტული სახლიდან კომფორტულად შეაგროვებ. არა მგონია გაგვიჭირდეს გარჩევა, თუ აღმოჩნდება, რომ საქმე მართლაც სიცოცხლესთან გვაქვს.”

 წინასწარი მონაცემებით, ენცელადეს ყინულოვანი საფარი 20 კილომეტრი სისქისაა, მის ქვეშ კი 40-60 კმ სიღრმის ოკეანეა. ოკეანის ქვეშ, ისევე, როგორც ევროპაზე, კლდოვანი მასებია, რაც სიცოცხლის სტაბილურად არსებობისთვის ერთ-ერთი აუცილებელი პირობაა – ქანების ნაპრალებში არსებული ჰიდროთერმული საკვამურები ოკეანის წყალში გახსნილი ქიმიური ნივთიერებების მარაგს განუწყვეტლივ ავსებს.

 კოსმოსური და წყალქვეშა აპარატების სურათების გამოყენებით, დედამიწის ოკეანეების მაგალითზე, მეცნიერებმა ენცელადეს ოკეანეში არსებული, სავარაუდო გეოთერმული სისტემის გრაფიკული სქემა შეადგინეს. © NASA/JPL-Caltech/SwRI.

 ახლახანს ჩატარებული გამოკვლევების მიხედვით, მარილებსა და სხვა მინერალებთან ერთად, ჰიდროთერმული საკვამურები ოკეანეებში ფოსფორის მარაგის შევსებას უზრუნველოფს. – “ფოსფორს ორი უმნიშვნელოვანესი როლი აქვს.” – ამბობს ქრისტოფერ გლეინი, სან ანტონიოს სამხრეთ-დასავლეთ კვლევითი ინსტიტუტის (SwRI) წამყვანი მეცნიერი და ნაშრომის თანაავტორი. – “უპირველეს ყოვლისა, ფოსფორი დნმ და რნმ მოლეკულაში მოლეკულებს ერთ ჯაჭვად აერთიანებს; გარდა ამისა, ის შედის საოცარი ენერგეტიკული მოლეკულის – ატფ (ადენოზინ ტრიფოსფორმჟავა-ს შედგენილობაში, რომლის წყალობითაც თითოეული უჯრედი, და მთლიანად ორგანიზმი, ფუნქციონირებს. ფოსფორის დაფიქსირებისთვის ჩვენ აპარატზე სპეციალური ხელსაწყო გვექნება.”

 NASA-ს გარე კოსმოსის კვლევის მრჩეველთა კომიტეტმა და ამერიკის მეცნიერებათა ეროვნულმა აკადემიამ შეიმუშავეს ერთობლივი დოკუმენტი – 2023–2032 ათწლეულის პლანეტურ მეცნიერებათა და ასტრობიოლოგიის გზამკვლევი, სადაც NASA-ს სამეცნიერო პრიორიტეტებია გაწერილი; მათ შორის, ერთ-ერთია ენცელადეს კვლევითი მისსია, სახელად Orbilander, რომელმაც დაახლოებით ერთი წელიწადი უნდა დაჰყოს მის ორბიტაზე, გამოიკვლიოს გეოქიმიური პარამეტრები და შეარჩიოს დაშვების ადგილი ნაპრალების ახლოს, რომლებიც ”ვეფხვის ზოლების” სახელითაა ცნობილი. შემდეგ ის უშუალოდ მოახდენს ყინულოვანი ზედაპირის მუქი უბნების ანალიზს, საიდანაც ჭავლები გამოიტყორცნება. – “ორბიტიდან აღებული ჭავლური მასალა ძალიან, ძალიან ცოტაა.” – აღნიშნავს გლენი. – “მაგრამ ზედაპირიდან შეგიძლია ”კოვზებითაც” აიღო.. და თავი ქუდში გაქვს.”

 მისსია Orbilander (ორბიტერისა და ლენდერის კომბინაცია) სატურნის პატარა მთვარის – ენცელადეს ორბიტაზე ერთი წლის განმავლობაში დარჩება, შემდეგ ის ზედაპირზე, ზუსტად ოკეანური ჭავლების ამიტყორცნის ადგილას დაეშვება და ანალიზისთვის მასალას შეაგროვებს. © ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ფიზიკის ლაბორატორია.

 კიდევ ერთი პრიორიტეტული სამიზნე ”ორმაგი ოკეანის” სამყაროა, სადაც თხევადი სივრცეები ზედაპირზეც არის და სიღრმეშიც: სატურნის უდიდესი მთვარის – ტიტანის ზედაპირი თხევადი მეთანის, ეთანის და აზოტის ტბებითაა დაფარული; ამასთან, მის სიღრმეებში, წყლის, ამიაკის და სხვა ნივთიერებათა გიგანტური ოკეანეა დაფარული. მრავალფეროვანი სითხეებით სავსე ქვაბულების გარდა ტიტანს საკმაოდ სქელი და ცივი ატმოსფერო აქვს, რომელიც თითქმის მთლიანად აზოტისგან შედგება. ამ ატმოსფეროში მეთანი და ეთანი ღრუბლებს ქმნიან, შემდეგ ეს ნივთიერებები ტიტანზე წვიმის სახით მოდის და ასევე ეთანისა და მეთანის მდინარეების მიერ გაკვალულ კალაპოტებს ავსებს, რომლებიც ნახშირწყალბადოვან ტბებსა და ზღვებში ჩაედინება. დამატებით, ეს ატმოსფერული ნივთიერებები მზის ულტრაიისფერ გამოსხივების გავლენით ქიმიურ რეაქციაში შედიან და მცირე რაოდენობით ორგანულ ნივთიერებებს წარმოქმნიან, რომელიც ტიტანის ზედაპირზე წვრილი ნაწილაკების სახით ”თოვს”. ამ ორგანიკის თოლინების გამო სატურნის მთვარის ზედაპირი ნარინჯისფრადაა დაფარული, ხოლო მისი აზოტოვანი ატმოსფერო ნარინჯისფერი ნისლითაა გამსჭვალული. – “ნახშირწყალბადოვანი ზღვები სიცოცხლისთვის ისეთივე ხელსაყრელი შეიძლება იყოს, როგორც თხევადი წყლის ოკეანეები.” – ვარაუდობს შირაიათი. – ”მაგრამ ეჭვი მაქვს, რომ ტიტანისეული სიცოცხლე შეიძლება ძალიან განსხვავდებოდეს დედამიწისეული ორგანიზმებისან. ჩვენს მიერ დაგეგმილი მისსიები ამ საოცრად განსხვავებული სამყაროს დათვალიერების და დეტალური ანალიზის საშუალებას მოგვცემს.”

 NASA უკვე მუშაობს ტიტანის მკვლევარი აპარატის შექმნაზე – ”ნემსიყლაპია” კვადკოპტერია, მფრინავი სათავსო, რომლის ოთხივე კუთხეში როტორია. ის მისსიის ახალი საზღვრები ფარგლებში შეიქმნა, ისევე, როგორ ახალი ჰორიზონტები, რომელმაც პლუტონს ჩაუფრინა. ”ნემსიყლაპია”-ს რაკეტა-მატარებელი 2027 წელს აიღებს სტარტს და ტიტანზე 2034 წელს დაფრინდება. ის სატურნის უდიდესი მთვარის ზედაპირს 4 კილომეტრის სიმაღლიდან გადაიღებს და შეგროვებულ ნიმუშებს მასს-სპექტრომეტრის საშუალებით გამოიკვლევს.

 ”ნემსიყლაპია” სატურნის უდიდეს მთვარეზე – ტიტანზე დაეშვება, როტორებს აამუშავებს და 4 კილომეტრის სიმაღლიდან ზედაპირს შეისწავლის. ის აღჭურვილი იქნება ხელსაწყო მასს-სპექტრომეტრით, რომელიც ნივთიერებების ქიმიურ შედგენილობას დაადგენს. © NASA.

სენდვიჩები და წვენი (JUICE) იუპიტერთან

 მზის სისტემაში ყველა ოკეანური სამყარო ასე ადვილად ხელმისაწვდომი როდია – მათი უმეტესობა ძალიან რთულად გამოსაკვლევი იქნება, სულ მცირე, ორი მიზეზით: წარმოუდგენლად შორი მანძილების გამო; 2. მათი ოკეანეებიც ნაკლებად ხელმისაწვდომია. ეს უკანასკნელი იუპიტერის უდიდესი მთვარეების – განიმედეს და კალისტოს შემთხვევაში იჩენს თავს, რომლებსაც თხევადი წყლის ფენა ზედაპირული ყინულის უზარმაზარი ფენის ქვეშ გააჩნიათ. როგორც ჩანს, ამ მთვარეების დიდი ზომები და მძლავრი გრავიტაცია ყინულისა და თხევადი წყლის მიმდევრობით ფენებს ქმნის, როგორც სენდვიჩში, ხოლო ნაკლებად მოძრავი კლდოვანი ბირთვი ამ გლობალური ფილების მთლიანად გასადნობად საკმარისად ცხელი არ არის. ამ პროცესებზე მიუთითებს ისიც, რომ განიმედეს და კალისტოს ზედაპირებზე ამოსული ქვედა ფენების, რაიმე სახის წყაროს თუ გეიზერების კვალი, ჯერ-ჯერობით, არ შეინიშნება. ყველა ეს გარემოება შეიძლება ძალიან ხელისშემლელი იყოს იქ სიცოცხლის არსებობისთვის.

 2023 წლის აპრილში სტარტს აიღებს განიმედესა და კალისტოს შემსწავლელი ევროპული კოსმოსური ხომალდი JUICE – Jupiter Icy Moons Explorer (იუპიტერის ყინულოვანი მთვარეების მკვლევარი), რომელიც დანიშნულების ადგილას 2031 წელს მიაღწევს. აპარატი რამდენჯერმე, ახლო მანძილზე ჩაუფრენს განიმედს, კალისტოს და ევროპას, საბოლოოდ კი, 2034 წელს, განიმედეს გარშემო ორბიტაზე გავა. ამ მისსიიდან ბევრ დეტალს შევიტყობთ ამ კოსმოსური სხეულებისა და მათი გეოქიმიური მახასიათებლების შესახებ.

 JUICE – იუპიტერის ყინულოვანი მთვარეების მკვლევარი. ეს უპილოტო მისსია 2023 წლის აპრილშია დაგეგმილი. © ESA.

 “ჩვენი სურვილია, JUICE -ს მეცნიერებთან ერთად, სინერგიაში მოვიყვანოთ ხომალდის ტრაექტორია, რომ მისი შესაძლებლობები მაქსიმალური რაოდენობის სამეცნიერო მონაცემის შესაგროვებლად იყოს გამოყენებული.”  – აღნიშნავს პაპალარდო. – ურანის და ნეპტუნის ბევრი მთვარე ოკეანური სამყაროს წოდების კანდიდატია, თუმცა – კოსმონავიგაციისათვის რთულად ხელმისაწვდომი. ამ სისტემების შესახებ ინფორმაცია ჩვენ მხოლოდ ხომალდ Voyager 2-ის მონაცემების წყალობით გვაქვს, რომელმაც ურანი 1986, ხოლო ნეპტუნი 1989 წელს მოინახულა. ამ გიგანტური პლანეტების მთვარეთა სისტემების მონახულება ურანის ორბიტერისა და ზონდის მიერ, შემდეგ ათწლეულში განხორციელდება, ხოლო ნეპტუნის სისტემის მონახულება მისსია New Frontiers-ის ფარგლებში განხორციელდება.

 “ურანის სისტემაში, სულ მცირე, 5 მთვარეა გამოსაკვლევი. მზისგან მნიშვნელოვანი დაშორების მიუხედავად, გიგანტურ პლანეტასთან სიახლოვემ და ბირთვის გრავიტაციული ძვრების ინტენსივობამ, მათ თხევადი ოკეანეების შენარჩუნების საშუალება მისცა.” – ამბობს ჯული კასტილიო-როხასი, JPL- პლანეტური სისტემების მეცნიერი, რომელიც ურანისა და ნეპტუნის მთვარის სისტემებს, უკვე დიდი ხანია, სწავლობს. – “თუმცა აქ გადამწყვეტია იმ პლანეტის მასა, რომელიც ზემოქმედებას ახდენს თავის მთვარეებზე. ურანის მასა სატურნისაზე თითქმის 7-ჯერ ნაკლებია, შესაბამისად, ბირთვში ქანების დისიპაციის სიმძლავრე ბევრად ნაკლებია.” ეს, ნიშნავს, რომ მირანდაარიელი და უმბრიელი, მაღალი ალბათობით, მთლიანად გაყინულია, თუმცა ტიტანია და ობერონი გეოლოგიურად საკმაოდ აქტიურები არიან, რაც მათი ზედაპირული სტრუქტურის პერიოდული ცვლილებებით დასტურდება. – “როგორც ჩანს, ამ მთვარეებსაც აქვთ ოკეანეები, თუმცა გაცილებით უფრო დიდ სიღრმეზე.” – ვარაუდობს ჯული კასტილიო-როხასი. ურანის შემსწავლელი მისსიის ხომალდზე განთავსებული სპეციფიკური ინსტრუმენტებით შესაძლებელი იქნება გავარკვიოთ ოკეანის ზუსტი ლოკაცია და სხვა პარამეტრები, როგორიცაა სიღრმე, ყინულოვანი საფარის სისქე, გენერირებული მაგნიტური ველი და დენი, ხოლო ზედაპირზე ამოსული ნაკადებიდან მოხდება წყლის ქიმიური შედგენილობის დადგენა.

ეს სამი სურათი ნეპტუნის უდიდეს მთვარე, ტრიტონზე ყინულოვანი ვულკანების ამოფრქვევას გვიჩვენებს. სურათები დაახლოებით 45-წუთიანი ინტერვალებით გადაიღო NASA-ს ხომალდმა ”Voyager 2”, 1989 წლის 26 აგვისტოს. © NASA/JPL

 ტრიტონი ნეპტუნის უდიდესი მთვარეა, და მის ზედაპირზე ყინულოვანი გეიზერები იფრქვევა. ახალი ჰორიზონტები (New Frontiers) -ს მისსიის ფარგლებში მათი შესწავლის შესაძლებლობა ინტენსიურად განიხილება. “ტრიტონი შეიძლემა არც იყოს ოკეანური სამყარო კლასიკური გაგებით.” – განმარტავს ჰენდრიქსი. – “თუმცა ”Voyager 2”-მა გადმოგვცა სურათები, რომლებიც მთვარის ზედაპირის ქვეშ თხევადი წყლის დიდი მასების არსებობაზე შეიძლება მიუთითებდეს. ტრიტონის ზედაპირი გაყინული აზოტის, წყლის და ნახშირორჟანგის ნარევითაა დაფარული, რადგან ასეთივე გეიზერები ზედაპირისქვეშა ნაპრალებიდან იფრქვევა. ეს გეიზერები, ორგანული ნივთიერებების მაღალი შემცველობის გამო, შავი ფერისაა, სიმაღლეში 8 კილომეტრს აღწევს და ზედაპირს რამდენიმე კილომეტრის დიამეტრში ეშხეფება. ეჭვია, რომ ტრიტონი გამოჭერილი ჯუჯა პლანეტაა, ხოლო ორგანიკის სიმდიდრე, მისი შესწავლის მიმართ ინტერესს, ერთი-ორად ზრდის.

ჯუჯა პლანეტებზე და მათ მიღმა

 ჯუჯა პლანეტები, პლუტონი და ცერესი, ასევე ოკეანური სამყაროები შეიძლება აღმოჩნდეს; როდესაც New Horizons -მა 2015 წელს პლუტინს ჩაუფრინა, და, მოულოდნელად, გეოლოგიურად აქტიური ზედაპირი გამოავლინა. პლუტონზე არსებული ნაპრალები და ქედები მიუთითებს, რომ წარსულში პლანეტა თხევადი ოკეანით იყო დაფარული, რომელიც მოძრავ კლდოვან მასებთან ურთიერთქმედებდა. პლუტონის ზომებს თუ გავითვალისწინებთ, ოკეანის სიღრმე 150 კილომეტრამდე უნდა ყოფილიყო, ამიტომ, ზედაპირზე ყინულის მასების მიუხედავად, ის კიდევ შეიძლება არსებობდეს.

 პლუტონამდე მისვლას ათწლეული სჭირდება, სამაგიეროდ, ჯუჯა პლანეტა ცერესი გაცილებით უფრო იოლი სამიზნეა, იმდენად, რომ ათწლეულის საკვლევი გეგმის მიხედვით, ის ”New Frontiers”-ის მისსიაში პლუტონზე პრიორიტეტულად შეიძლება მიიჩნიონ. ცერესი ასტეროიდების სარტყელის უდიდესი წევრია, რომლის საკმაოდ კარგი ხარისხის, დეტალური გამოსახულებები NASA-ს დაზვერვის მისსიის ხომალდმა Dawn მოგვაწოდა, რომელიც ცერესის ორბიტაზე 2015 წელს გავიდა და 2018 ბოლომდე იქ მოძრაობდა. Dawn -ის ცერესთან მიახლოებამ ნამდვილი სენსაცია გამოიწვია, რადგან პირველივე გამოსახულებებმა ცერესის მუქ ზედაპირზე კაშკაშა თეთრი ლაქები აჩვენა, რომელიც შემდეგ კრისტალიზებული მარილი აღმოჩნდა. წინასწარი ვარაუდით, ეს მარილი ზედაპირისქვეშა ოკეანიდან ქაფის სახით ამოვიდა და ზედაპირზე დაკრისტალდა.

 კაშკაშა თეთრი ფერის მარილოვანი დეპოზიტები, ე.წ. ”ბრაინი”, ქერქისქვეშა ოკეანიდან ამოსული ქაფის გამოკრისტალების შედეგი უნდა იყოს. ბრაინი ცერესზე არსებული კრატერის – ოქტატორის ფსკერზე იქნა აღმოჩენილი. სურათზე ხედავთ NASA-ს ორბიტერი მზვერავი ხომალდის მიერ გადაღებულ სურათს, ორიგინალიდან მცირეოდენ განსხვავებული ხედით, უკეთესი პერსპექტივისთვის. © NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

 ექოლოკაციური მონაცემების მიხედვით, ცერესის 25% წყალია, უმეტესად – ყინულის ფორმით. Dawn -მა ზედაპირზე ამოსულ ბრაინებში ორგანული ნივთიერებები აღმოაჩინა, რაც საკმარისია იმისთვის, რომ მისი გამოკვლევა პრიორიტეტულ საკითხად მივიჩნიოთ.” – აღნიშნავს ჰენდრიქსი. – ”ცხადია, ცერესის ზედაპირის ქვეშ არსებული წყალსატევები ევროპაზე და ენცელადეზე არსებულ გლობალურ ოკეანეებთან ახლოსაც ვერ მოვა, მაგრამ მიგვაჩნია, რომ კოსმოსურ სხეულებზე ოკეანეთა წარმოშობის ევოლუციურ ჯაჭვში მნიშვნელოვანს რგოლს წარმოადგენს: როგორ ფორმირდება ოკეანეები? რა ასაზრდროებს მათ? როგორ ხდებიან დასახლებულები და როგორ უზრუნველყოფენ ცოცხალი ორგანიზმების ხანგრძლივად არსებობას? როგორ ფორმირდება ეკოსისტემები? იდეალურ სამყაროში, ყველას სათითაოდ ვეწვეოდი და გამოვიკვლევდი, გამონაკლისის გარეშე.”

 პლანეტური სისტემებისა და ოკეანეების შემსწავლელი მეცნიერები თანაბარ სენტიმენტებს ამჟღავნებენ მზის სისტემის ოკეანური სამყაროების შესწავლის მიმართ: – “უაღრესად საინტერესოა, ოკეანური სამყაროები სიცოცხლის მხოლოდ მარტივი ფორმების არსებობისთვისაა ხელსაყრელი თუ ცივილიზაციებსაც შეიძლება მასპინძლობდეს?”- კითხულობს პაპალარდო.

წყარო: eos.org.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.