چه مقدار آب در فضا وجود دارد؟

به گزارش سیتنا، آب در فضا به اشکال مختلفی از مخازن عظیم کیهانی تا منابع محدود در ایستگاه‌های فضایی و سیارات دیگر وجود دارد. درک چگونگی توزیع و ارزش این ماده حیاتی، یکی از جذاب‌ترین موضوعات علمی است.

آب در پهنه کیهان: از ابتدای جهان تا امروز

شگفت‌انگیزترین کشف در این زمینه، یافتن بزرگ‌ترین و دورترین منبع آب شناخته‌شده در جهان است. این مخزن عظیم در اطراف یک اختروش (کوازار) به نام APM 08279+5255 قرار دارد که در فاصله ۱۲ میلیارد سال نوری از زمین است. این مخزن شامل بخار آبی است که حجم آن حدود ۱۴۰ تریلیون برابر کل آب اقیانوس‌های زمین تخمین زده می‌شود . اختروش مذکور که در نزدیکی یک سیاهچاله با جرمی معادل ۲۰ میلیارد برابر خورشید قرار دارد ، محیطی منحصربه‌فرد ایجاد کرده که امکان شکل‌گیری چنین توده عظیمی از آب را فراهم آورده است .

مت برادفورد، دانشمند ناسا، این کشف را نشانه‌ای بر این می‌داند که آب حتی در نخستین دوره‌های شکل‌گیری جهان نیز وجود داشته است . مطالعه‌ای دیگر که در مجله Nature Astronomy منتشر شده، نشان می‌دهد که آب ممکن است تنها ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ شکل گرفته باشد و یکی از اجزای اصلی کهکشان‌های اولیه بوده است .

آب در ایستگاه فضایی: چرخه‌ای بسته و گران‌قیمت

در مقابل این عظمت کیهانی، آب در ایستگاه فضایی بین‌المللی به شدت کمیاب و باارزش است. هزینه ارسال هر لیتر آب به مدار ۴۰۰ کیلومتری زمین حدود ۴۵۰۰ دلار (معادل حدود ۱۶ میلیون تومان) برآورد می‌شود . به همین دلیل، ایستگاه فضایی مجهز به پیشرفته‌ترین سامانه‌های بازیافت آب است.

این سامانه‌ها می‌توانند رطوبت، عرق و حتی ادرار فضانوردان را تصفیه کرده و به چرخه مصرف برگردانند . ناسا اخیراً موفق شده است تا ۹۸ درصد از ادرار و عرق فضانوردان را بازیابی کرده و به آب آشامیدنی تبدیل کند . به گفته فضانوردان، این آب تصفیه‌شده اغلب تمیزتر از آب آشامیدنی زمین است . هدف نهایی، دستیابی به نرخ بازیافت بیش از ۹۰ درصد برای کاهش وابستگی به آب زمین در مأموریت‌های طولانی مانند سفر به مریخ است .

آب در مریخ و منشأ آب زمین

در سیاره سرخ، آب عمدتاً به شکل یخ وجود دارد. بر اساس شواهد، مریخ باستانی دارای اقیانوس‌های وسیعی بوده است . امروزه، بیش از ۲۱ میلیون کیلومتر مکعب یخ در سطح یا نزدیکی سطح مریخ کشف شده و در زیر یخ‌های کلاهک قطبی جنوب، نشانه‌هایی از یک دریاچه آب مایع نیز پیدا شده است .

منشأ آب کره زمین نیز همچنان یکی از موضوعات بحث‌برانگیز است. نظریه‌ها نشان می‌دهند که آب ممکن است از ابتدای شکل‌گیری زمین وجود داشته، یا بعداً توسط سیارک‌ها و دنباله‌دارهای یخی به زمین آورده شده باشد . شواهد کانی‌شناسی از وجود آب مایع بیش از ۴.۴ میلیارد سال پیش حکایت دارد، هرچند که برخورد عظیم با جرمی به اندازه مریخ که باعث شکل‌گیری ماه شد، احتمالاً بیشتر آب اولیه زمین را تبخیر کرده است .

اقمار یخی مشتری؛ اقیانوس‌هایی بزرگ‌تر از زمین

داده‌های جدید تمرکز ویژه‌ای بر دو قمر بزرگ مشتری، یعنی گانیمد و اروپا دارند که هر دو میزبان اقیانوس‌های عظیم زیرسطحی هستند.

گانیمد، غول آب‌ها: بر اساس مشاهدات، بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی، گانیمد، در زیر پوسته‌ای یخی به ضخامت ۱۵۰ کیلومتر، یک اقیانوس آب شور دارد که حجم آن از کل آب‌های کره زمین بیشتر است. وجود میدان مغناطیسی در این قمر، یکی از شواهد کلیدی برای اثبات این اقیانوس است.

اروپا، امید حیات: قمر اروپا نیز با وجود جثه کوچک‌تر، اقیانوسی زیرسطحی دارد که حجم آن حدود دو برابر آب اقیانوس‌های زمین برآورد شده است. این قمر به دلیل وجود آب مایع، عناصر شیمیایی مناسب و منابع انرژی، به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین مکان‌ها برای جستجوی حیات فرازمینی در منظومه شمسی شناخته می‌شود و مأموریت‌هایی مانند «اروپا کلیپر» ناسا برای بررسی دقیق آن طراحی شده است.

انسلادوس و میماس؛ اقمار یخی زحل

در کنار اقمار مشتری، دو قمر زحل به نام‌های انسلادوس و میماس نیز اقیانوس‌های زیرسطحی دارند.

انسلادوس در سال ۲۰۱۵ توسط مأموریت کاسینی شناسایی شد. این قمر دارای فواره‌های یخی، آب شور و ترکیبات شیمیایی مناسب برای حیات میکروبی است. تلسکوپ جیمز وب نیز نشان داد انسلادوس آب مورد نیاز سیستم زحل را تأمین می‌کند.

میماس نیز در سال ۲۰۲۴ توسط پژوهشگران رصدخانه پاریس تأیید شد. آنها با مطالعه نوسانات مدار آن (لیبراسیون) به وجود اقیانوسی زیر سطح یخی‌اش پی بردند. این یافته در مجله Nature منتشر شد.

این دو قمر، در کنار اروپا، گانیمد و سرس، امیدوارکننده‌ترین مکان‌ها برای یافتن حیات در منظومه شمسی هستند.

سرس (Ceres)؛ بزرگ‌ترین مخزن آب در کمربند سیارک‌ها

بر اساس داده‌های مأموریت سپیده‌دم ناسا، سیاره کوتوله سرس که در کمربند اصلی سیارک‌ها میان مدار مریخ و مشتری قرار دارد، یک دنیای یخی و متمایز با ساختاری لایه‌لایه است. مطالعات دقیق نشان داده که این جرم آسمانی با قطر حدود ۹۴۰ کیلومتر، نه تنها پوسته‌ای از یخ و کانی‌های هیدراته دارد، بلکه شواهد محکمی از وجود یک اقیانوس باستانی و حتی مخازن آب شور در اعماق آن وجود دارد.

نپتون؛ یک غول یخی با آب درون خود

سیاره نپتون نیز در این رده‌بندی جایگاه ویژه‌ای دارد. این سیاره که به عنوان یک «غول یخی» شناخته می‌شود، برخلاف غول‌های گازی مانند مشتری و زحل، حاوی مقادیر قابل‌توجهی آب به شکل یخ، متان و آمونیاک در گوشته خود است. اگرچه وجود اقیانوس مایع در نپتون به طور قطعی اثبات نشده، اما آب به عنوان یکی از اجزای اصلی تشکیل‌دهنده ساختار آن محسوب می‌شود. نپتون همچنین دارای سریع‌ترین بادهای ثبت‌شده در منظومه شمسی با سرعتی بیش از ۲۱۰۰ کیلومتر بر ساعت است.

در نهایت، آب در فضا از یک سو فراوان و عظیم است و از سوی دیگر گران‌بها و کمیاب؛ دوگانگی‌ای که درک ما از جهان و جایگاه خود را در آن به چالش می‌کشد.

انتهای پیام