درونی‌ترین قمر گالیله‌ای مشتری سطحی مملو از تپه‌های دیدنی دارد
یک مطالعه‌ی تازه توسط دانشگاه راتگرز روش جدیدی را برای شکل‌گیری تپه‌های شنی روی سطوح آسمانی مختلف، از جمله آیو درونی‌ترین قمر گالیله‌ای مشتری نشان می‌دهد.
دانشمندان مدت‌هاست به این فکر کرده‌اند که چگونه درونی‌ترین قمر مشتری، «آیو» (Io) برجستگی‌های پرپیچ‌وخم و زیبایی دارد که در فیلم‌هایی مانند «تل‌ماسه» (Dune) دیده می‌شوند. اکنون، یک مطالعه‌ی تحقیقاتی راتگرز توضیح تازه‌ای درباره‌ی چگونگی تشکیل تپه‌های شنی حتی روی سطحی به یخ‌زدگی و خشونت آیو ارائه کرده است.
این مطالعه که ۱۹ آوریل (۳۰ فروردین) در نشریه‌ی «نیچر کامیونیکیشنز» (Nature Communications) منتشر شد، بر اساس مطالعه‌ی فرآیندهای فیزیکی کنترل‌کننده‌ی حرکت دانه‌ها همراه با تجزیه‌وتحلیل تصاویر مأموریت ۱۴ ساله‌ی فضاپیمای «گالیله» (Galileo) که امکان ایجاد اولین نقشه‌های دقیق از قمرهای مشتری را فراهم کرد، انجام شده است. انتظار می‌رود که تحقیقات جدید درک علمی ما را از ویژگی‌های ساختار‌ی این جهان‌های سیاره-مانند گسترش دهد.
«جورج مک‌دونالد» (George McDonald) نویسنده‌ی ارشد این مطالعه و پژوهشگر فوق دکترای دانشکده‌ی علوم زمین و سیاره‌شناسی راتگرز گفت: «مطالعات ما به احتمال ساختار سرشار از تپه‌ی آیو اشاره می‌کند. ما سازوکاری را پیشنهاد کرده‌ایم و آزمایش‌هایی را پیش برده‌ایم که نشان می‌دهند دانه‌های شن و ماسه می‌توانند حرکت کنند و تپه‌هایی را تشکیل دهند.»
درک علمی کنونی حکم می‌کند که تپه‌ها، طبیعت انباشتگی‌ها یا پشته‌هایی از ماسه هستند که توسط باد روی هم جمع شده‌اند. دانشمندان در مطالعات قبلی روی آیو، در حالی که سطح آن را حاوی برخی از ویژگی‌های تپه-مانند توصیف کردند، به این نتیجه رسیدند که این عوارض سطحی و برجستگیها نمی‌توانند تپه‌های شنی باشند زیرا نیروهای بادهایی که در آیو می‌وزند، به دلیل چگالی کم جو این قمر، بسیار ضعیف هستند.
مک‌دونالد گفت: «طبق پژوهش ما محیط‌هایی که تپه‌ها در آن‌ها یافت می‌شوند به‌طور قابل‌توجهی از مناظر بیابانی کلاسیک و بی‌پایان در بخش‌هایی از زمین یا سیاره‌ی خیالی آراکیس (Arrakis) در فیلم دون متنوع‌تر هستند.»
مأموریت فضاپیمای گالیله که از سال ۱۹۸۹ تا ۲۰۰۳ ادامه داشت، اولین‌های علمی بسیاری را ثبت کرد که محققان تا امروز همچنان در حال مطالعه‌ی داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط آن هستند. یکی از اطلاعات اصلی به‌دست‌آمده از داده‌ها، میزان بالای فعالیت آتشفشانی در آیو بود، به‌طوری که نشان داد آتشفشان‌های آن به طور مکرر و به سرعت در این جهان کوچک دوباره ظاهر می‌شوند.
سطح آیو ترکیبی از جریان‌های گدازه‌ای جامد سیاه و شنی، جریان‌های گدازه‌ای فرار و برف‌های گوگرد دی‌اکسید است. دانشمندان از معادلات ریاضی برای شبیه‌سازی نیروهای وارد بر یک دانه‌ی بازالت یا یخ و محاسبه‌ی مسیر آن استفاده کردند.
مک‌دونالد گفت: «وقتی گدازه به گوگرد دی‌اکسید در زیر سطح قمر می‌ریزد، تهویه‌ی آن به اندازه کافی چگال و سریع است که دانه‌ها را روی آیو حرکت می‌دهد و احتمالا امکان تشکیل ویژگی‌های بزرگ‌مقیاس مانند تپه‌های شنی را هم فراهم می‌کند.»
هنگامی که پژوهشگران ساختار شکل‌گیری تپه‌های شنی را در شبیه‌سازی‌ها ابداع کردند، برای اثبات بیشتر، عکس‌هایی از سطح آیو را که توسط فضاپیمای گالیله گرفته شده بود، بررسی کردند. آن‌ها دریافتند که فاصله‌ی تاج‌ها و نسبت‌های ارتفاع به عرض آن‌ها با روند تپه‌های شنی که در زمین و سیارات دیگر دیده می‌شود، سازگار است.
«لوجندرا اوجا» (Lujendra Ojha) دیگر نویسنده‌ی این مطالعه و استادیار دانشگاه راتگرز گفت: «این کار به‌خوبی به ما امکان می‌دهد بفهمیم کیهان چگونه کار می‌کند و در نهایت، در زمینه‌ی علوم سیاره‌ای، این همان چیزی است که تلاش می‌کنیم انجام دهیم.»
عکس کاور: نگاه فضاپیمای گالیله به آیو، سومین قمر بزرگ سیاره‌ی مشتری
Credit: NASA/JPL/University of Arizona
منبع: SciTechDaily
