اگه ازتون بپرسم یه سیاره از چی ساخته شده؟
احتمالا می‌گید سنگ و آهن
... و برای سیاره‌های درونی منظومه شمسی
مثل زمین، که به گرمای خورشید نزدیک هستن کاملا درست می‌گید
... اما اگه برید به بخش‌های خارجی و منجمد
... منظومه شمسی
اون موقع حتی گازهایی که ... جو ما رو تشکیل می‌دن
... نیتروژن، کربن دی‌اکسید و آب
همه منجمد هستن
... و سیارات و قمرهای اونجا
... کوهستان‌ها و یخچال‌های طبیعی
... و حتی پوسته اون جهان‌ها
از اون ساخته شدن
یخ منجمد و پاک
... یخی که در شرایط طاقت‌فرسا
... در جاهایی به‌جز زمین پیدا می‌کنیم
جوری رفتار می‌کنه که اصلا فکر نمی‌کردیم ممکن باشه
... با کاوش منظومه شمسی
... فضاپیماهامون شاهد نابودی قمرها
توسط دره‌های بزرگ از یخ‌ها جابه‌جاشونده بودن
سیاره‌های کوتوله‌ای که ... کوهستان‌هایی از یخ
روی سطح‌شون جریان داره
... جهان‌هایی که یخ یک روش رو پوشونده
اما اون رو، کاملا خالی‌ـه
و جای دیگه، سفقی بیگانه بالای ابرها وجود داره
همه به‌لطف حالت جدید و عجبیی از یخ که به تازگی کشف شده
... حتی اینجا، روی زمین
... ما معتقدیم که رفتار ماده‌ی ساده‌ای مثل یخ
باعث عواقب شدیدی شده
... چون بدون رفتار نامعقول یخ
زندگی روی سیاره ما، ممکن نبود
[منظومه شمسی]
[جهان‌های یخی]
... سفرمون به جهان‌های یخی رو
از لبه منجمد منظومه شمسی شروع می‌کنیم
[پلوتون]
... اینجا، خورشید انقدر دوره
که صرفا مثل یه ستاره دیگه‌ست
[فاصله از خورشید: 5.9 میلیارد کیلومتر]
... پلوتون انقدر دوره
... که فقط در ماه ژوئیه سال 2015
تونستیم برای اولین و تنها بار، ببینیمش
[نیو هورایزنز] [ناسا]
... فضاپیمای نیو هورایزنز با عبور از کنار پلوتون
... اولین تصاویر نزدیک از این
جهان یخ‌زده مرموز رو برامون فرستاد
[دما: 230- درجه سانتی‌گراد]
... سطحی قلبی‌شکل رو کشف کرد
... که عرضش هزار کیلومتره
و فقط یک روی پلوتون رو پوشونده
[منطقه تومبو]
... نزدیک لبه این دشت
کوهستان‌هایی از جنس یخ از سطح پلوتون بالا اومده بودن
[برآمدگی‌های زانتیاس]
... و بین این برآمدگی‌های ناهموارش
... یخ به شکلی کشف شد
که هیچ‌کس انتظار نداشت روی پلوتون مشاهده کنه
یخچال
... رودخونه‌ای از یخ، در جهانی دورافتاده
که انتظار نداشتیم چیزی روش حرکت کنه
... دلیلش اینه که دمای اینجا
فقط 40 درجه‌ست اما چهل درجه زیر صفر
دمایی که هیچ‌چیزی نباید بتونه درش حرکت کنه
بااین‌حال نیو هورایزنز مناطقی از ... پلوتون رو کشف کرد
... که برای تمام جهان
شبیه مناطق منجمد سیاره خودمون بود
[پارک ملی دنالی] [آلاسکا]
وقتی توی این سال‌ها ... به اینجا پرواز کردی
چقدر تغییر کرده؟
هر روز تغییر می‌کنه
جدی؟ - آره -
شکل اون یخچال تغییر می‌کنه
هیچ‌وقت ثابت نیست
... انگار داریم بالای پلوتون پرواز می‌کنیم
چون خیلی شبیه همین‌جاست
جدی؟
سطحش چه شکلی‌ـه؟ - مثل همین‌ـه -
مثل همین، ارتفاع کوهستان‌ها هم همینه
!حرف نداره
... کشف سطح یخی و پویای پلوتون
همه رو متحیر کرد
باعث شد توی درک‌مون از ... این به‌اصطلاح سیاره کوتوله
تجدید نظر کنیم
... داریم می‌ریم که فرود بیایم
برای همین فقط با هواپیما صحبت می‌کنم نه با تو
کار عاقلانه‌ایه
من فرودهای زیادی رو تجربه کردم اما شبیه این نبوده
در حقیقت، هیچ‌کدوم شبیه این نبوده
!واقعا خوشگل‌ترین باند فرود جهان‌ـه
!به یخچال خوش اومدید بچه‌ها
!وای
... می‌دونید، وقتی رسیدیم
... گفتن دما صفرـه
و من با خودم گفتم خیلی خوبه. صفر درجه هوا گرم‌ـه
اما منظورشون فارنهایت بود صفر درجه فارنهایت
دمای اینجا 20 درجه زیر صفرـه
... واقعا
... یه حسی بهت دست می‌ده که
همه‌جا سخت و یخ‌زده‌ست
می‌دونید، هیچی تکون نمی‌خوره
اما به‌شدت پویاست
می‌تونید موقع فرود، توی جریان باد حسش کنید
... و می‌تونید ببینید
ببینید که چطور همه‌چیز جریان داره
اون یخچال رو ببینید
قشنگ می‌تونید حس کنید یا ببینید که داره حرکت می‌کنه
شبیه یه رودخونه صحنه آهسته‌ست
و واقعا هم داره حرکت می‌کنه
جریانش خیلی خیلی آروم‌ـه
... و دلیل اینکه
... این حجم بزرگ می‌تونه از دره بره پایین
به‌خاطر ویژگی‌های خاص یخ‌ـه
که ازش ساخته شده
این یخ آبیِ روشن قشنگ جامد به‌نظر میاد
انگار نمی‌شه حرکتش داد
توسط فشار شکل گرفته
... این ذرات برفی که دارن می‌بارن
روی سطح یخچال می‌شینن ... و وقتی تجمع پیدا می‌کنن
وزن‌شون رو به پایین فشار میاره
فشار زیاد می‌شه
و به این حالت یخ کریستالی می‌رسید
که شفاف و آبی‌ـه
... اما راستش، توی این فشار و دما
اینا کامل جامد نیستن
کریستال‌ها حالت صفحه‌ای دارن
مثل دسته ورق می‌مونه
... و این یعنی جاذبه داره اثر می‌ذاره
... و سعی می‌کنه کل این صفحات رو
بکشونه به سمت پایین دره
این صفحات می‌تونن روی همدیگه لیز بخورن
و این به یخچال اجازه می‌ده که حرکت کنه
بین سنگ و یخ هم آب داریم
این آب، حکم روان‌کننده یخچال رو داره
بهش اجازه می‌ده راحت لیز بخوره
... پس با اینکه به‌نظر ثابت و غیرقابل حرکت میاد
... اما تحت شرایطی که روی زمین داریم
می‌تونه تقریبا شبیه یه مایع عمل کنه
خیلی آروم لیز بخوره و از دره بریزه پایین
اصلا انتظار نداشتیم روی پلوتون، یخچال ببینیم
... اینجا انقدر سرده که انتظار داشتیم
کریستال‌های یخ، سفت‌تر از این باشن که بخوان حرکت کنن
هیچی نباید اینجا لیز بخوره و حرکت کنه
بااین‌حال، این یخچال‌ها دقیقا همین کار رو می‌کنن
... پس اگه از آبِ جامد تشکیل نشدن
از چی تشکیل شدن؟
... با عبور نیو هورایزنز از کنار پلوتون
سنسورهاش متوجه یه سرنخ مهم شدن
اینا عکس‌های سطح پلوتون‌ـه
... و رنگ‌ها نشون‌دهنده‌ی
... مولکول‌ها و مواد مختلفی هستن
که نیو هورایزنز روی سطح پلوتون شناسایی کرد
رنگ بنفش، متان‌ـه
رنگ زرد، نیتروژن‌ـه
و رنگ سبز، کربن مونوکسیدـه
تمام این گازها، جامد هستن
اکثر یخچال‌های پلوتون از نیتروژن ساخته شدن
نیتروژن جامد
نیتروژن ماده‌ایه که همه‌مون باهاش آشنایی داریم
همینه که اینجاست اکثر هوامون از نیتروژن تشکیل شده
پس این تجربه آشنامون اینه که نمی‌تونیم ببینیمش
... اما اگه خنکش کنی
خیلی راحت می‌تونیم تبدیلش کنیم به مایع
... اگه بازم خنک‌ترش کنیم
تبدیل به جامد می‌شه
نیتروژن توی دمای 210 درجه زیر صفر، یخ می‌زننه
... و دمای سطح پلوتون
حدود 230 درجه زیر صفرـه
باعث می‌شه یخچال‌ها جامد بمونن
... اما به‌طور حیاتی، یخ نیتروژن
صرفا 20 درجه با دمای ذوبش فاصله داره
خیلی شبیه وضعیت یخچال‌های زمین‌ـه
دمای یخچال ... خب الان دمای هوا چنده؟
حدود 10، 20 درجه زیر صفره
اگه 20 درجه گرمش کنیم، ذوب می‌شه
... پس اختلاف دمایی بین نیتروژن جامد
... و نیتروژن گاز
... و آب جامد و آب مایع
تقریبا یکسان‌ـه
... این یعنی
... با افزایش کوچکی توی دما
نیتروژن جامد پلوتون باید بتونه حرکت کنه
... این کشف از یخچال‌های پلوتون
چیز مهمی در مورد این سیاره بهمون یاد می‌ده
این جهان کوچک باید یه‌خرده گرما توی هسته‌اش داشته باشه
گرمای رو به پایان از فساد رادیواکتیوی
... انقدری هست که خیلی آروم
کف این رودخونه‌های یخی رو ذوب کنه
و بفرستدشون به سمت پایین دره
... به‌نظرم من می‌تونم از کاوش پلوتون
دوتا درس بگیرم
یک اینکه قوانین زمین‌شناسی بالاخره یه راهی برای انجام شدن پیدا می‌کنن
حتی توی سیاره‌ای که انقدر از خورشید دوره
... جایی که دماش
حدود 40 درجه زیر صفرـه
... تقریبا توی سردترین نقطه ممکن
زمین‌شناسی باز هم عمل می‌کنه
مخصوصا جایی که یه ماده نزدیک دمای انجمادشه
توی مورد پلوتون، این ماده، نیتروژن‌ـه
... درس دوم که به‌نظرم مهم‌تر هم هست
اینه که طبیعیت خیلی فراتر از تصورات ماست
... هیچ‌کس انتظار نداشت که همچین
... جهان زیبا و فعالی رو
... انقدر دور از خورشید
توی بخش یخی منظومه شمسی ببینه
شباهت‌های زمین و پلوتون واقعا حیرت‌انگیزه
اما نیو هورایزنز متوجه یه فرق شگفت‌انگیز شد
یخچال‌های پلوتون از بین کوهستان‌هایی عبور می‌کنن
که شبیه رشته‌کوه‌های آلاسکا هستن
... اما برخلاف مخروط‌های گرانیتی کوهستان دنالی
کوهستان‌های پلوتون از آب جامد ساخته شدن
واقعا نمی‌شه تصور کرد ... چیز به این بزرگی و مرتفعی
از آب ساخته شده ... همین واقعا
من رو حیرت‌زده می‌کنه - !خیلی عجیبه -
همه‌ش آب‌ـه؟ هیچ سنگی توش نیست؟ - آره، تقریبا همینه. آره -
و همین باعث یه نکته عجیب‌غریب می‌شه
یخ آبی کوهستان‌ها نسبت به ... یخ نیتروژنی یخچال‌ها
تراکم کم‌تری داره
... برای همین، بعضی جاها
کوه‌هایی رو می‌بینیم که روی یخچال‌ها شناور هستن
و مثل کوه‌های یخی روی دشت یخی زیرشون حرکت می‌کنن
پلوتون، جهانی ساخته‌شده از یخ
پلوتون رو پشت‌سر می‌ذاریم و برمی‌گردیم به سمت نور خورشید
... وارد جهانی از غول‌های یخی می‌شیم
[نپتون]
... جهان‌های گازی بزرگ
جایی که طوفان‌های یخی جریان داره
... و روی داخلی‌ترینِ این سیاره‌ها
پدیده‌ای رو کشف کردیم که به‌طرز عجیبی شبیه سیاره‌ی زمین خودمونه
[اورانوس]
... درست بالای ابرهای یخی اورانوس
شفقی زیبا و سماوی قرار داره
که مثل زمین، توی قطب‌هاش قرار نداره
بلکه سرتاسرش پخش شده
حتی در نزدیکی خط استوا
چه چیزی باعث این منظره زیبا و نادر می‌شه؟
علت فیزیکی ساده ... شکل‌گیری شفق توی اورانوس
مثل زمین می‌مونه
... خب، خورشید مدام داره
بارشی از ذرات باردار رو از خودش ساتع می‌کنه
که بهش می‌گن باد خورشیدی
... و وقتی این ذرات باردار به زمین می‌رسن
... اکثرشون به‌خاطر میدان مغناطیسی زمین
به‌طور بی‌آزاری منحرف می‌شن و برمی‌گردن توی فضا
... میدان مغناطیسی زمین تا حد زیادی شبیه
میدان مغناطیسی یک آهن‌رباست
می‌تونم بهتون نشون بدم ... فقط باید یه‌خرده
... براده آهن بریزم
دور آهن‌ربا
و براده آهن‌ها هم‌راستای میدان مغناطیسی قرار می‌گیرن
وقتی باد خورشیدی به میدان مغناطیسی ... برخورد می‌کنه
... توی اکثر بخش‌های زمین
بدون هیچ ضرری، برمی‌گردن توی فضا
... اما توی قطب‌ها
این ذرات باردار می‌تونن گیر بیفتن
... و می‌تونن کشیده بشن به
... جو بالایی زمین
و با مولکول‌های اونجا برخورد داشته باشن
یعنی با اکسیژن و نیتروژن
و همین باعث می‌شه که این مولکول‌ها از خودشون نور ساتع کنن
و بدرخشن
... اگه خوش‌شانس باشید
می‌تونید این نورهای شمالی و جنوبی رو ببینید
... پس یه جایی در اعماق سیاره‌مون
یه چیزی شبیه آهن‌ربا وجود داره
و واقعا هم داره
اما یه هسته آهنی داغ و مذاب‌ـه
که با چرخش زمین، می‌چرخه
و جریان‌های الکتریکی و ... میدان مغناطیسی‌ای
ایجاد می‌کنه که وارد فضا می‌شن
اما اورانوس فرق می‌کنه
شفق توی قطب‌ها وجود نداره
... و ما فکر نمی‌کنیم که
یه هسته آهنی یا فلزی مذاب داشته باشه
که این جریان‌های الکتریکی رو به وجود بیاره
... اینکه اورانوس، شفق
... و یه‌جور میدان مغناطیسی داره
یه معمای بزرگ‌ـه
اما فرضیه‌هایی داریم که ... بهمون این اجازه رو می‌ده
که تا حدودی حدس بزنیم چه اتفاقی داره می‌افته
تصور کنید از بین ابرهای اورانوس عبور کنید
از بین لایه یخی که دور سیاره جریان داره
و همین‌طوری برید به سمت مرکز
... وارد منطقه‌ای می‌شیم که فشارش
... چند میلیون برابر فشار جو زمین‌ـه
و دماش تقریبا به‌اندازه دمای سطح خورشیدـه
[دما: 5,500 درجه سانتی‌گراد]
... به‌جای سنگ یا فلز مذاب
... که داخل سیاره خودمون وجود داره
آب یخ‌زده بیش‌تری پیدا می‌کنیم
اما به شکل عجیبی از ماده که اسمش "یخ فوق یونی"ـه
یخ معمولی، ساختاری کریستالی داره که این شکلی‌ـه
مهره‌های قرمز، اتم اکسیژن هستن و مهره‌های سفید، اتم هیدروژن
... و می‌تونید ببینید که با هم پیوند
و این شبکه کریستالی منظم رو تشکیل دادن
... داخل این شبکه
چیزی که بتونه جریان الکتریکی رو حمل کنه، نمی‌تونه جریان داشته باشه
برای همین، میدان مغناطیسی نمی‌تونه به وجود بیاد
... اما این
ساختار کریستالی یخ فوق یونی‌ـه
اکسیژن‌ها رو هنوز داریم
که با هم پیوند تشکیل دادن و یه کریستال ایجاد کردن
... اما هسته هیدروژن رو داریم
که پروتون‌های باردار هستن
و می‌تونن آزادانه توی شبکه کریستالی حرکت کنن
که یعنی، این یه ماده‌ی رساناست
... این حرکت پروتون‌ها
می‌تونه توی میدان مغناطیسی اورانوس نقش داشته باشه
اگه این‌طور باشه، تا حدودی ... این یخ فوق یونی
عامل شفق‌های رازآلود این سیاره‌ست
هنوز کامل از این قضیه مطمئن نیستیم
تا یه مدت طولانی، این حالت عجیبِ یخ صرفا یه فرضیه بود
... اما بعدش یه تیم
... یکی از قوی‌ترین لیزرهای جهان رو
به یک قطره آب تاباند
... و شرایطی که در اعماق
اورانوس وجود داره رو ایجاد کرد
... و فقط برای یک لحظه‌ی کوتاه
تونستن یخ فوق یونی رو مشاهده کنن
اورانوس، جهانی که با یخ روشن شده
... توی سفرمون بین جهان‌های یخی
... بیش‌تر به خورشید نزدیک می‌شیم
... تا به یکی از کاوش‌شده‌ترین
سیاره‌ها منظومه شمسی برسیم
[زحل]
حلقه‌های زحل از کریستال‌های بیشماری ساخته شدن
که اندازه‌شون از چند میکرون شروع می‌شه
و تا تکه‌های بزرگ می‌رسه
همه‌شون تقریبا به‌طور کامل از یخ تشکیل شدن
... این حلقه‌ها توی مدارشون
حداقل 146 قمر دارن
... و وقتی به سمت خارج این منظومه می‌ریم
... فضاپیمای ناسا، کاسیینی
یکی از حیرت‌انگیزترین کشف‌ها رو انجام داد
[یاپتوس]
یاپتوس، شبیه یه گردو ئه
که وسطش، یک رشته‌کوه داره
اما این عجیب‌ترین ویژگیش نیست
... توی قرن 17اُم
... فقط حدود 60 سال، در واقع
... بعد از اختراع تلسکوپ
جووانی کاسینی، یاپتوس رو کشف کرد
... اما فورا متوجه یه چیز عجیب
در مورد این قمر، موقع چرخیدنش دور سیاره شد
... چون می‌تونست از یک سمت سیاره
... این قمر رو ببینه
اما از اون سمتش، نمی‌تونست
... چون آدم عاقلی بوده
!هرچی نباشه، دانشمند بوده
... گفت که این قمر ناپدید نمی‌شه
حتما یه توضیح دیگه‌ای داره
و حدس زد که یک سمت این قمر ... باید خیلی روشن
و اون یکی سطحش، باید خیلی تیره باشه
... حالا، 300 سال بعد
یه فضاپیما با اسم اون دانشمند فرستادیم به زحل
... و کشف کردیم
که حق با اون بوده
... کاسینی مدارکی رو فرستاد
که یک سطح یاپتوس، یخی و سفیدرنگ‌ـه
درحالی‌که اون سمتش، سیاه‌ـه
... چه چیزی ممکنه همچین
دنیای تک‌رنگی رو ایجاد کرده باشه؟
یه معمای بزرگ‌ـه اما می‌شه ... با نگاه کردن به خط بین
دو نیم‌کره یه سرنخی پیدا کرد
... چون مناطقی روی سطحش هست
... که هم تاریکِ تاریک هستن
... و هم از گرم‌ترین مناطق
منظومه زحلی هستن
این گرما بدون شک، مرتبط‌ـه
... دمای بخش تاریک این قمر
‏140 درجه زیر صفرـه
... که حدود 20 درجه نسبت به
سطح یخی این قمر، گرم‌تره
و ما معتقدیم که این اختلاف ... درست به‌اندازه‌ایه
... که به‌طور خاصی
یخ رو توی این قمر جابه‌جا کنه
... با چرخش آرام یاپتوس
هر 79 روز زمینی یک‌بار ... نور خورشید به سطح تیره می‌خوره
و دماش رو می‌بره بالا
مولکول‌های آب می‌رن بالا و به سمت بخش روشن کشیده می‌شن
بعد متراکم می‌شن
و می‌ریزن روی سطح
باعث می‌شن روشن و روشن‌تر بشه
یه‌جورایی مثل اتفاقی می‌مونه که اینجا داره رخ می‌ده
... خب، اونجا توی اقیانوس آرام
... آب داره تبدیل به بخارآب می‌شه
میاد به این بخش سرد و به شکل برف، می‌باره
باعث می‌شه این سطح، روشن بشه
... روی بخش تاریک یاپتوس، یخ گرم می‌شه
و جوی نازک از بخارآب تولید می‌کنه
... و جایی که این بخارآب به
... بخش سردتر، یعنی بخش روشن قمر می‌رسه
منجمد می‌شه و دوباره برمی‌گرده به سطح
که شبیه برف تازه‌ست
و باعث این نیم‌کره سفیدِ یخیِ روشن می‌شه
اما هنوز یه معما وجود داره
... از اونجایی که یاپتوس یه قمر یخی‌ـه
ماده تیره‌ای که یک روش رو پوشونده، چیه؟
سال 2009، تلسکوپ فضایی مادون قرمز اسپیتزر
این رو کشف کرد
این یکی دیگه از حلقه‌های دور زحل‌ـه
اما خیلی بزرگ‌ـه
یکی از بزرگ‌ترین چیزهای منظومه شمسی‌ـه
قطرش حدود 12 میلیون کیلومتره
مشاهدات اخیر کاوشگر نقشه‌بردار ... فروسرخ میدان وسیع
... نشون دادن که قطر این حلقه
می‌تونه تا 20 میلیون کیلومتر هم برسه
... توی این مقیاس پهناور
زحل و حلقه‌های یخی معروفش دیگه به سختی قابل مشاهده هستن
... شاید عجیب باشه که هیچ‌کس تا سال 2009
نتونسته بزرگ‌ترین ساختار منظومه شمسی رو ببینه
دلیلیش اینه که این حلقه خیلی تاریک و پراکنده‌ست
... اگه برید وسط این حلقه
... وقتی دوروبَرتون رو نگاه کنید
نمی‌فهمید داخلش هستید
... اسپیتزر این حلقه رو دید
چون یه تلسکوپ مادون قرمزـه
... و به‌جای نور مرئی
نور مادون قرمز رو شناسایی کرد
درخشش و گرمایی که از حلقه داره ساتع می‌شه
... در نتیجه این حلقه غول‌پیکر خارجی
به‌شدت با حلقه‌های یخی زحل فرق می‌کنه
این حلقه از چی ساخته شده و از کجا اومده؟
[فوئبه]
فوئبه یکی دیگه از قمرهای خارجی زحل‌ـه
و هربار که یه سیارک ... بیش از حد بهش نزدیک می‌شه
در پی برخوردشون مواد تیره‌رنگی به فضا پرت می‌شن
... در طول میلیاردها سال
برخوردهای بیشماری باعث شده ... که گردوخاک فوئبه
دور زحل پخش بشه و حلقه تیره گسترده‌اش رو ایجاد کنه
یاپتوس با چرخشش دور زحل از این حلقه عبور می‌کنه
برای همین، مواد تیره‌رنگی که ... توی حلقه هستن
روی سطح یاپتوس جمع می‌شن
این یه فرآیند به‌شدت کُندـه
مواد تیره‌رنگ روی یاپتوس جمع می‌شن
... و اندازه لایه تیره‌رنگ رو
... هر یک میلیون سال
چهارصدم میلی‌متر افزایش می‌دن
این مدل، خیلی هم مدل بدی نیست
... بعضی از ذراتی که توی حلقه هستن
واقعا اندازه‌شون همین‌قدره
اندازه دونه فلفل هستن
بعضی‌هاشون هم بزرگ‌ترن
قطرشون حدود چند سانتی‌متره
اما اکثرشون همین‌طورین
بااین‌حال همچنان یک معما باقی‌ست
چرا نصفش تیره‌ست و نصفش روشن؟
یاپتوس هر 79 روز یک‌بار یک دور، دور خودش می‌چرخه
و هر 79 روز یک‌بار یک دور، دور زحل می‌چرخه
بهش می‌گن قفل کشندی
مثل ماه خودمون‌ـه
وقتی دور زحل می‌چرخه ... و از حلقه عبور می‌کنه
همیشه یک نیم‌کره‌اش رو به جلو قرار داره
... یاپتوس، بخشی از طبیعتی‌ـه
... که به‌لطف تعامل دو قمر
... توی یه حلقه تاریک
درست در لبه قلمروی زحل، شکل گرفته
جهانی که توسط یخ، نقاشی شده
... با نزدیک‌تر شدن به خورشید
یخ، به‌شدت نایاب می‌شه
[مشتری]
مشتری 95 قمر شناخته‌شده داره
از جمله سه جهان یخی بزرگ
... و یکی‌شون، هدفی امیدوارکننده
در جست‌وجوی حیات فراتر از زمین‌ـه
[اروپا]
[جونو] [ناسا]
سال 2022، فضاپیمای جونو ناسا ... از کنار اروپا عبور کرد
... و از جهانی عکس‌برداری کرد
که خطوط قرمز مرموزی داشت
... دره‌هایی بزرگ
بعضی 100 متر عمق و ده‌ها کیلومتر عرض داشتن
... بعضی جاها، پوشیده از مواد قرمزی بود
که ممکنه ترکیب تازه کشف‌شده‌ای از نمک و آب باشه
جونو، جدیدترین ماموریت ناسا برای عبور از کنار اروپا بود
... و عکس‌های باجزئیاتی
از سطح عجیب و ترک‌خورده‌اش گرفت
[یخچال ماتانوسکا] [آلاسکا]
... دره‌های اروپا
اصلا شبیه دره‌های زمین نیستن
در اصل، شبیه هیچ‌جایی در منظومه شمسی نیستن
این خط‌ها، هندسی هستن
خط‌هایی رو تشکیل می‌دن که روی سطح، به‌هم برخورد می‌کنن
اما چه چیزی این الگوها رو ایجاد کرده؟
ویژگی‌های سطحی اروپا محل فعلی تحقیقات هستن
و باعث شده دانشمندان ناسا ... به بخش‌های یخ‌زده
سیاره خودمون برن تا جواب‌هاشون رو پیدا کنن
این عکسی از یه منطقه ... روی سطح اروپا
به اسم فیدرا لینیاست
و این رو ببینید
تقریبا شبیه گرند کنیونِ زمین‌ـه
طولش 50 کیلومتره
یه سرنخ از ماهیت این رو می‌تونیم اینجا ببینیم
خط بالایی و پایینی رو در نظر بگیرید
و توی ذهن‌تون اینا رو به‌هم برسونید
می‌بینید که خیلی دقیق کنار هم جفت می‌شن
پس این پوسته‌شه که از هم جدا شده
... فقط یک جا توی منظومه شمسی هست
که همچین چیزی رو می‌بینیم
و اونجا، همین‌جاست سیاره زمین
علتش هم زمین‌ساخت صفحه‌ایه
... روی زمین، گرمای درونی سیاره
... با عبور از بین پوسته
باعث زمین‌ساخت صفحه‌ای می‌شه
خب، هیچ‌کس انتظار نداشت همچین چیزی رو روی یک قمر ببینه
... روی اروپا، سنگ‌های مذاب
باعث دور شدن این صفحات نمی‌شن
طبق ارزیابی تراکم این قمر ... مشخص شده که
... زیر پوسته یخی ضخیم
یه مایع متفاوت وجود داره
اقیانوسی از آب
این اقیانوس که عمقش ... تا 150 کیلومتر می‌رسه
... ممکنه به‌اندازه دو یا سه برابر زمین
آب داشته باشه
... چطور ممکنه این‌همه آب مایع
درست زیر سطح این قمر یخ‌زده وجود داشته باشه؟
[دما: 180- درجه سانتی‌گراد]
جواب این سوال مربوط می‌شه به دو قمر دیگه‌ی مشتری
آیو و گانیمد
خب، فرض کنید این مشتری‌ـه
... آیو چهار دور
... اروپا دو دور
و گانیمد که از همه دورتره، یک دور می‌چرخه
بهش می‌گن رزنانس مداری
چهار دور، دو دور، یک دور
این یعنی این سه قمر از هم فاصله یکسانی دارن
و نیروهای گرانشی‌شون روی همدیگه اثر می‌ذاره
این یعنی مدارشون دایره‌ای نیست
بیضی‌شکل‌ـه
... و این یعنی اثر کشندی
... درست مثل جزر و مد زمین
قمرها رو هِی بزرگ و کوچک می‌کنه و باعث گرم شدن‌شون می‌شه
اثر این نیرو، روی آیو بیش‌تر از همه‌ست
چون از همه به سیاره غول‌پیکر نزدیک‌تره‌
و همین باعث می‌شه آیو تبدیل به یه آتشفشان غول‌پیکر بشه
اروپا که دورتره، باعث می‌شه یخ‌ها آب بشن
اما انرژی‌ای که به‌خاطر این چرخش ... بیضی‌شکل خاص و عجیب دور زحل
... به اروپا وارد می‌شه
اثر کمی روی این قمر داره
... پس همین نیرو، به تنهایی برای
... تولید همچین زمین‌شناسی فعالی
روی سطح اروپا، کافی نیست
تقریب می‌زنیم که میزان یخ ... روی سطح اروپا
چیزی بین 10 تا 25 کیلومتر ضخامت داره
... پس با اینکه نیروهای کشندی برای
مایع نگه داشتن زیر سطح، کافی هستن
اما برای جدا کردن این‌همه یخ، کافی نیستن
برای تامین انرژی فراوان ... مورد نیاز برای فرآیندهای زمین‌شناسی
... که روی سطح اروپا می‌بینیم
... باید یه‌جور ذخیره انرژی
توی خودِ قمر وجود داشته باشه
خب، اینجا دوتا اجاق گاز دارم
این دو قابلمه هم پُر از آب شدن
و دمای هر دوشون یکسان‌ـه، صفر درجه
تنها فرق‌شون اینه که این آب، توش یخ داره
اما این یکی، نداره
تنها فرق‌شون موقع روشن کردن گاز
... این هم یه دوربین گرمایی‌ـه چون
من بدون این دوربین‌ها سفر نمی‌کنم
... بهمون نشون می‌ده که
دمای آب داره می‌ره بالا
هنوز هیچی نشده رسید به 9 درجه
درحالی‌که دمای این یکی هنوز صفرـه
با اینکه این همه انرژی بهش وارد کردیم
!نگاه کنید
می‌بینید؟
خب دلیلش چیه؟
این ساختار یخ‌ـه
اینجاها می‌تونید مولکول‌های آب رو ببینید
و توسط این پیوندهای طویل به‌هم متصل شدن
اسم‌شون پیوند هیدروژنی‌ـه
همین‌ها باعث می‌شن شبکه کریستالی، ثابت بمونه
و خیلی هم قوی هستن
... برای ذوب کردن یخ
باید این پیوندها رو شکوند
باید حسابی بهش انرژی وارد کرد
... پس تمام انرژی این اجاق گاز
داره صرف شکستن پیوندهای یخ می‌شه
... صرف افزایش جنبش
مولکول‌ها نمی‌شه این جنبش، همون دماست
این یکی داره گرم و گرم‌تر می‌شه
اما هیچ اتفاقی برای این یکی نمی‌افته
این‌ها الان یه مدته روی گاز هستن ... و می‌خوام بهتون نشون بدم
که اعتماد دارم
به فیزیک اعتماد دارم
بهش باور دارم
دستم رو توی این یکی نمی‌کنم
چون ایده احمقانه‌ایه ... اما این یکی
بفرمایید فیزیک جواب می‌ده
خیلی سرده
حالا این ایده رو برعکس کنید این موضوع رو برعکس کنید
وقتی آب رو منجمد می‌کنم، چی می‌شه؟
وقتی از مایع، تبدیلش می‌کنم به جامد
تمام این انرژی‌ها دوباره آزاد می‌شن
با تشکیل پیوندها، مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شه
و ما معتقدیم روی اروپا هم همین اتفاق داره می‌افته
... اقیانوس زیری توسط نیروهای کشندی مشتری
و قمرهاش گرم می‌شه
و انرژی رو ذخیره می‌کنه
... بعدش، به‌لطف مدار بیضی‌شکلش
چون اروپا به‌طور تناوبی خنک می‌شه یخ شروع به تشکیل شدن می‌کنه
و انرژی ذخیره‌شده رو آزاد می‌کنه
... حجم پوسته یخی با انجماد، زیاد می‌شه
... فشار رو افزایش می‌ده
تا حدی که کل دره از هم جدا می‌شه
... و آبِ شور اقیانوسِ زیر سطح
از بین شکاف‌ها به بیرون فوران می‌کنه
... که اونجا به دلیل تشعشع شدید مشتری
قرمزرنگ می‌شه
ما تا حد زیادی با این فرآیند آشنایی داریم
... مثلا وقتی لوله به دلیل انجماد آب
توی خونه‌تون می‌ترکه
انرژی مورد نیاز برای ترکوندن لوله‌ها از کجا تامین می‌شه؟
از تبدیل شدن آب به یخ
اروپا از اون چیزی که تصور می‌کردیم خیلی پویاتره
... و این پویایی‌ـه
... که باعث می‌شه هدفی حیرت‌انگیز
در جست‌وجوی ما برای حیات زیر یخ باشه
بخوایم ساده بگیم وجود حیات به سه چیز نیاز داره
... آب، انرژی
و مواد شیمیایی درست
اروپا دو مورد اول رو به فراوانی داره
اما مورد سوم رو نداره
ولی خوش‌بختانه، اروپا تنها نیست
[آیو]
... در نزدیکی اروپا
آیو مورد سومی که معتقدیم ... برای حیات، ضروری‌ـه رو
به فراوانی داره
... و در مقادیر زیادی
به فضای دور مشتری، فوران‌شون می‌کنه
اینجای داستان حیرت‌انگیزتر می‌شه
... چون آتشفشان‌های آیو
مدام مواد شیمیایی تولید می‌کنن
... موادی که روی سطح
منجمد اروپا، می‌بارن
... اما اگه به‌خاطر زمین‌شناسی خاصش نبود
این مواد تا ابد فاصله‌ای حدود ... ‏10 یا 20 کیلومتر
با اقیانوس زیرشون می‌داشتن
... اما این زمین‌شناسی فعال
رفتاری شبیه زمین‌ساخت صفحه‌ای ... ایجاد می‌کنه
... که باعث می‌شه اون مواد
اون مواد شیمیایی وارد اقیانوس بشن
... و در این صورت، تمام شرایطی که
فکر می‌کنیم برای منشاء حیات ضروری‌ـه رو داریم
... پس سطح پویای اروپا
ممکنه بخشی از یه اکوسیستم شگفت‌انگیز باشه
اکوسیستمی که از یک قمر به یک قمر دیگه امتداد داره
و دانشمندان مشغول تلاشن ... تا فضاپیماهای رباتیک رو
به اون اقیانوس‌های یخی دورافتاده بفرستن
... پیدا کردن حیات روی اروپا
کشف به‌شدت مهمی خواهد بود
اما اگه پیدا نکنیم هم مهم‌ـه
... چون تمام چیزهایی که فکر می‌کنیم
... در مورد منشاء حیات می‌دونیم
... تمام موارد لازم برای وجود حیات
به‌نظر روی اروپا وجود دارن
... پس اگه بریم اونجا و یه ربات یخ‌پیما بفرستیم
... توی اقیانوس‌های اروپا اما هیچی پیدا نکنیم
ممکنه به این معنا باشه که ... به احتمال زیاد
... توی فاصله میلیون‌ها حتی میلیاردها
... سال نوری از هر جهتی که بریم
توی این جهان، تنهاییم
اروپا، جهانی پوشیده از یخ
که نمی‌تونه بیش‌تر از این به خورشید نزدیک باشه
... چون فقط یه‌خرده نزدیک‌تر
خط یخی منظومه شمسی قرار داره
... با عبور ازش، دما انقدری افزایش پیدا می‌کنه
که یخ نمی‌تونه خیلی دوام بیاره
وقتی ستاره‌های دنباله‌دار ... به سمت خورشید حرکت می‌کنن
بخشی از یخی که حمل می‌کنن تغییر حالت می‌ده
و تبدیل به بخارآب می‌شه
دنباله‌هایی رو تشکیل می‌ده ... که چند صد کیلومتری
توی فضا امتداد دارن
پس داخل خط یخی یخ ماده‌ای نادرـه
اما مکان‌هایی وجود دارن که می‌تونن شرایط میانی رو ایجاد کنن
[مریخ]
اکثر یخ‌های سطح مریخ توی قطب‌هاش قرار دارن
[مدارگرد شناسایی مریخ] [ناسا]
... مدارگرد شناسایی مریخِ ناسا
... این تصاویر شگفت‌انگیز رو
... از پدیده‌ای عجیب
که روی کوه یخی جنوبی رخ می‌ده رو ثبت کرده
شکل‌های عنکبوت‌مانند تاریکی ... که فکر می‌کنیم علت شکل‌گیری‌شون
[قطب جنوب] [زمستان 2018]
چرخش فصلی‌ـه
در طول زمستان، هوای مریخ ... انقدر سرد می‌شه
[دما: 153- درجه سانتی‌گراد]
... که کربن مونوکسیدِ جو نازکش
یخ می‌زنه
کریستال‌های یخ خشکی رو ایجاد می‌کنه که باعث بارش برف توی قطب می‌شن
بارش برف اصلا مثل بارش برف‌های زمین نیست
... هر زمستان، بین سه تا چهار تریلیون تُن
کربن دی‌اکسید یخ می‌زنه و به روی سطح می‌باره
که حدودا 15 درصد جو مریخ‌ـه
و بعد، توی بهار، همه‌چیز تغییر می‌کنه
... با برگشت خورشید توی فصل بهار
سطح، گرم می‌شه
و کربن دی‌اکسید منجمدشده ... توی یک چشم‌به‌هم‌زدن
... بخار می‌شه
و از حالت جامد تبدیل به گاز می‌شه
فواره‌های گازی که گردوخاک تیره مریخی رو به هوا می‌برن
... و این گردوخاک با ثابت شدن
... باعث شکل‌گیری ردهای عنکبوت‌مانندی می‌شه
که از مدار می‌بینیم
از مریخ تا جهان خودمون، خیلی راهی نیست
[زمین]
و زمین هم توی قطب‌هاش کوه‌های یخی دائمی داره
اما شباهت‌شون فقط همین‌قدره
اگه یه فضانورد بیگانه ... یه تلسکوپ قدرتمند داشته باشه
و باهاش منظومه شمسی‌مون رو ببینه
... فورا می‌بینه که سومین سیاره از خورشید
... یعنی زمین، یه نکته خیلی جالب
و نادر داره
چون یه همچین جایی رو می‌بینه
کوهستانی پوشیده از برف
و رودخونه‌های جاری و ابر و باران
اینجا جایی‌ـه که آب به هر سه شکلش وجود داره
جامد، مایع و گاز اونم به‌طور همزمان
این به‌شدت غیرمعمول‌ـه
بذارید براتون توضیح بدم
... می‌خوام براتون
نمودار حالات آب رو بکشم
این، فشاره
و این هم، دماست
فشار زمین، یک‌ـه
پس می‌شه ... اینجا
و دماش هم حدود صفر درجه سانتی‌گراده
پس زمین یه جایی توی این محدوده قرار داره
می‌خوام یه خط بکشم
بعد از اینکه بکشم براتون توضیح می‌دم چیه
... خب، این دو خط نشون‌دهنده
... منطقه فشاری و دمایی‌ایه
... که آب می‌تونه جامد
مایع یا گاز، همون بخارآب، باشه
و زمین، اینجاست
همین محدوده کوچک ... که می‌شه حالت جامد
مایع و گاز رو داشت
مریخ جایی توی این حوالی‌ـه
... یعنی روی مریخ
... آب یا به حالت جامده
یا بخار
هیچ‌وقت نمی‌تونه مایع باشه
چون فشار جوی خیلی پایین‌ـه
پلوتون این حوالی‌ـه ‏230 درجه زیر صفر
که آب فقط می‌تونه به حالت جامد باشه
به سفتی فلز
و کوهستان‌های پلوتون رو می‌سازه
... از اون‌طرف
اورانوس این حوالی‌ـه
چون فشار جویش، چند میلیون برابر زمین‌ـه
و دمای به‌شدت بالایی داره
... و اونجا
ساختار عجیبی از یخ رو داریم، یخ فوق یونی
... پس زمین توی یه محدوده خیلی کوچکی از دما
و فشار قرار داره که آب می‌تونه به هر سه حالت وجود داشته باشه
... همین، زمین رو توی منظومه شمسی‌مون
... و شاید تا صدها یا حتی هزاران
... سال نوری اون‌طرف‌تر هم
خاص می‌کنه
... همین باعث وجود یه اکوسیستم پیچیده
روی سطح سیاره ما می‌شه
... کوهستان‌های پوشیده از برف زمین
... اقیانوس‌های بزرگ
... رودخانه‌ها
... و ابرهای طوفانی، فقط به‌لطف این
... محدوده باریک دمایی و فشاری که
سیاره‌مون توش قرار داره می‌تونن وجود داشته باشن
... و این قطعا برای
... شکل‌گیری حیات پیچیده روی فقط یکی از
جهان‌های یخی منظومه شمسی لازم و ضروری‌ـه
اما این داستان یخ، یه نکته‌ای داره
... ویژگی عجیب یخ
که کامل باهاش آشنایی داریم
... یخ روی زمین این ویژگی عجیب رو داره
که روی حالت مایع خودش، شناور می‌شه
... علتش هم اون ساختارهای کریستالی پیچیده
و پیوندهای هیدروژنی‌ـه
... یه زمانی توی تاریخ سیاره‌مون بوده
که سیاره‌مون تقریبا کامل یخ زده
... اما چون یخ شناور می‌شه
... همیشه یه‌خرده آبِ مایع
کف اقیانوس وجود داشته
و حیات می‌تونسته توی اون مایع ادامه پیدا کنه
... این یعنی زنجیره‌ای شکست‌ناپذیر از حیات
به مدت 3.8 میلیارد سال توی ما وجود داره
پس دفعه بعدی که چند قالب یخ ... می‌اندازید توی نوشیدنی‌تون
یه‌لحظه صبر کنید
و به عجایب یخ فکر کنید
[منظومه شمسی] [مرزهای جدید]
[جونو] [ناسا]
... سه عامل حیاتی برای وجود حیات
...یک، آب مایع
... دو، منبع انرژی
... و سه، عناصر شیمیایی متنوعی هستن
که با حیات ارتباط دارن
ما معتقدیم که اروپا تمام این موارد رو داره
جونو باعث شده دانش‌مون در مورد اروپا بیش‌تر بشه
اما ماموریتش قراره در سال 2025 تموم بشه
درحالی‌که هنوز هیچ مدرکی ... از وجود حیات روی اروپا پیدا نکردیم
معلوم‌ـه که این قمر یخی ارزش این رو داره که بریم از نزدیک بررسیش کنیم
... سم هاول یکی از اعضای تیم ناسا
... برای انجام ماموریتی بلندپروازانه
... جهت کاوش این قمر و اقیانوس‌های زیرینش
برای پیدا کردن مدرکی قطعی‌ـه
همه‌اش یه فرضیه‌ست تا زمانی که بری توش شنا کنی
... اما داریم این مدل رو ایجاد می‌کنیم
... که شیوه
... واکنش آب نمک و سنگ و
مواد شیمیایی‌ای که تولید می‌کنه رو درک کنیم
که به احتمال زیاد برای شکل‌گیری حیات، مهم‌ـه
چطور می‌خوایم اثباتش کنیم؟
قراره ماموریت اروپا کلیپر رو انجام بدیم
... و اوایل دهه 2030
به مشتری می‌رسه و دور مشتری می‌چرخه
و کل اون جهان رو بررسی می‌کنه
[آزمایشگاه پیشرانش جت] [ناسا]
... اروپا کلیپر
اولین ماموریت مخصوص خودِ اروپاست
... و در حقیقت، اولین ماموریت مخصوص
یه قمر یخی‌ـه
... اروپا کلیپر قراره
از مرکز فضایی کندی، در اکتبر 2024 پرتاب بشه
... و مجموعه‌ای از
... ده ابزار داریم که قراره با هم کار کنن
... تا سطح یخی اروپا و اقیانوسش رو
شناسایی و بررسی کنن ... اینکه از چه موادی ساخته شدن
... تا بفهمیم که اروپا، محیطی داره
که بتونه از حیات پشتیبانی کنه یا نه
... اصلا نزدیک شدن به مشتری
به‌شدت خطرناک‌ـه
ذرات باردار دورش می‌چرخن
و ممکنه به فضاپیما بخورن و بهش آسیب بزنن
... این یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های
اروپا کلیپرـه
... فقط فضاپیما نیست که باید
از حمله مشتری جون سالم به‌در ببره
... می‌دونیم که این تشعشع رادیواکتیوی
برای حیات ما، این حیاتی که می‌شناسیم، بده
اما ممکنه خیلی ضرری برای حیات روی اروپا نداشته باشه
اما احتمال بالاتر اینه که ... لایه‌های ضخیم یخی‌ای
... که روی سطح اروپا قرار دارن
از حیات در اقیانوس زیرشون محافظت می‌کنن
ما معتقدیم که ضخامت این لایه یخی حدود 30 کیلومتره
اما اروپا کلیپر با قطعیت بهمون می‌گه
... خیلی هیجان دارم
که بیش‌تر در مورد فواره‌های اروپا بدونم
... به‌نظر می‌تونن کلید
نمونه‌برداری از اقیانوس زیرین باشن
... می‌فهمیم که رد یا نشونه‌ای از حیات
توی این فواره‌ها هست یا نه ... و این، کاریه که
با این فضاپیمای بی‌نظیر می‌تونیم انجام بدیم
کلیپر فقط از دور، اروپا رو بررسی می‌کنه
اما ماموریت‌ها آینده انقدر پیشرفت می‌کنن ... که یک روزی
شاید بتونیم روی سطحش فرود بیایم و زیر یخ رو کاوش کنیم
... هیچ یخی روی این سیاره نیست
که رفتاری مثل سطح اروپا داشته باشه
... اونجا، یخ انقدر ضخیم و سفت‌ـه
که چند کیلومتر بالایی، مثل بتن یا سنگ می‌مونن
ما دنبال راه‌هایی هستیم که ... بتونیم گرمای کافی رو
توی یه فضاپیمای استوانه‌ای ذخیره کنیم
که بشه سطح رو تا اقیانوس، ذوب کرد
اما در عین حال بتونیم وسایل علمی رو هم ... با خودمون حمل کنیم
که اونجا رو کاوش کنیم
این ویدئو ضبط می‌کنه؟
آره، البته
اه ... اوه، آره
نمی‌دونم تا حالا خودت رو توی دوربین دیدی یا نه
!اما بفرما - !سلام -
... می‌ذاریمش اینجا
و می‌ریم توی سوراخ
موفق باشی
و رفتیم، الان توی اقیانوسیم
... الان داریم سطح مشترک
یخ و آبی که زیر پامون قرار داره رو می‌بینیم
... پیدا کردن حیات روی اروپا
به‌شدت مهم و تاثیرگذاره
... چون تقریبا تضمین‌شده‌ست
... که یه نمونه دیگه‌ای از
منشاء حیات وجود داره
... پس اروپا می‌تونه خیلی چیزها در مورد
شیوه شروع حیات در سرتاسر جهان بهمون یاد بده
[... آنچه در قسمت بعد خواهید دید]
... در قسمت بعد
... نیرویی قدرتمند
که جهان‌های کروی عجیبی رو خلق می‌کنه
... اشکالی عجیب‌غریب
و رازهایی مخفی
... این‌ها
جهان‌های عجیب منظومه شمسی هستن