टायटनची लपलेली चादर: मिथेन बर्फीचा थर शनीच्या उपग्रहाला उबदार आणि सक्रिय ठेवतो

प्रस्तावना

शनीचा उपग्रह टायटन सौरमालेतील पृथ्वीशी सर्वाधिक साम्य असलेल्या जगांपैकी एक म्हणून शास्त्रज्ञांना दीर्घकाळ भुरळ घालत आला आहे. दाट वातावरण, नद्या, सरोवरे आणि समुद्र यांसह, टायटन हा पाण्याऐवजी मिथेन आणि इथेनचा जग आहे. आता, हवाई विद्यापीठ, मानोआ येथील ग्रहशास्त्रज्ञांच्या नव्या अभ्यासानुसार टायटनला 9 किमी जाड मिथेन बर्फाच्या चादरीमुळे उबदार ठेवले जात असावे. या शोधामुळे दोन दीर्घकालीन कोडी सुटू शकतात: टायटनवरील खड्डे इतके उथळ का आहेत आणि सूर्यप्रकाशामुळे नष्ट होणाऱ्या मिथेनची त्याच्या वातावरणात भरपाई कशी होते.

टायटनच्या खड्ड्यांचे कोडे

कॅसिनी अंतराळयानाने टायटनच्या पृष्ठभागाचे मॅपिंग केले तेव्हा, थंड आणि कठीण जगासाठी अपेक्षित असण्यापेक्षा खूपच उथळ आघातखड्डे आढळले. बहुतेक बर्फाळ उपग्रहांवर आघातांमुळे खोल द्रोण तयार होतात, जे अब्जावधी वर्षे टिकून राहतात. पण टायटनचे खड्डे जणू पृष्ठभाग हळूहळू वाहत असल्यासारखे सैलावलेले दिसतात. वरचा थर असा कोणत्या तरी पदार्थाचा बनलेला असावा जो आतील भागाचे इन्सुलेशन करून तो उबदार आणि लवचिक ठेवतो, असा शास्त्रज्ञांचा अंदाज होता. नव्या अभ्यासात टायटनचा कवच मिथेन क्लॅथ्रेट म्हणून मॉडेल केले, म्हणजे पाण्याच्या बर्फाच्या स्फटिक रचनेत मिथेनचे रेणू अडकलेले असलेला घन बर्फ. निकालांनुसार 2 किमी ते 9 किमी जाडीचा क्लॅथ्रेट थर कॅसिनीच्या निरीक्षणांशी जुळणारी खड्ड्यांची खोली निर्माण करतो. इतर कोणत्याही पदार्थाने इतके उथळ खड्डे निर्माण केले नाहीत.

मिथेन क्लॅथ्रेट: एक अत्यंत प्रभावी इन्सुलेटर

मिथेन क्लॅथ्रेट हे सामान्य पाण्याच्या बर्फापेक्षा अधिक मजबूत आणि खूपच अधिक इन्सुलेटिंग आहे. याची तुलना एकपदरी खिडकी आणि ट्रिपल ग्लेझिंग यांच्यातील फरकासारखी करता येईल. क्लॅथ्रेट कवच त्याखाली उष्णता अडकवून ठेवते, ज्यामुळे खालील बर्फाचा थर वेळेनुसार हळूहळू वाहण्यासाठी पुरेसा उबदार राहतो. हा मंद प्रवाह खड्डे सैल होऊन उथळ बनण्यास कारणीभूत ठरतो. हा इन्सुलेटिंग परिणाम टायटनचा पृष्ठभाग उणे 179 अंश सेल्सिअस इतका थंड असतानाही त्याचा अंतर्गत भाग भूवैज्ञानिकदृष्ट्या सक्रिय का राहतो, हेही स्पष्ट करतो. क्लॅथ्रेटची चादर उष्णता बाहेर जाण्यापासून थांबवते, ज्यामुळे पृष्ठाखालील महासागर आणि बर्फाचे थर उबदार आणि गतिमान राहू शकतात.

टायटनचे वातावरण पुन्हा भरणे

आणखी एक दीर्घकालीन रहस्य म्हणजे टायटन त्याचे मिथेनसमृद्ध वातावरण कसे टिकवतो. सूर्यप्रकाश सतत मिथेन रेणूंचा विघटन करतो, तरीही वातावरण मिथेनने संतृप्त राहते. शास्त्रज्ञांनी क्रायोव्होल्कॅनो किंवा मिथेन झरे असे विविध स्रोत सुचवले आहेत. नव्या अभ्यासानुसार मिथेन क्लॅथ्रेट कवच स्वतःच मिथेनचा स्रोत असू शकतो. उष्णता किंवा आघातांमुळे क्लॅथ्रेट हळूहळू विघटित होत असताना, ते वातावरणात मिथेन वायू सोडते. यामुळे मिथेनचा सातत्यपूर्ण पुरवठा मिळेल आणि फोटोरासायनिक प्रक्रियेमुळे होणारी हानी भरून निघेल. क्लॅथ्रेट कवच हे उष्णताविषयक चादर आणि मिथेनचा साठा दोन्ही म्हणून काम करते, आणि दोन कोडी एकाच उपायात जोडते.

टायटनच्या राहण्यायोग्यतेवरील परिणाम

या शोधाचे टायटनच्या संभाव्य राहण्यायोग्यतेवर खोल परिणाम आहेत. उबदार, लवचिक अंतर्गत भाग द्रव पाण्याच्या पृष्ठाखालील महासागराला आधार देऊ शकतो, जो जीवनासाठी एक महत्त्वाचा घटक मानला जातो. टायटनवरील मिथेन चक्रही पृथ्वीच्या जलचक्रासारखे आहे, ज्यात मिथेनचा पाऊस, नद्या आणि समुद्र आहेत. जर क्लॅथ्रेट कवच सक्रियपणे मिथेन सोडत असेल, तर जटिल सेंद्रिय रसायनशास्त्र घडू शकणारी वातावरणे निर्माण होऊ शकतात. NASA चे Dragonfly ड्रोनसारख्या भविष्यातील मोहिमा टायटनचा पृष्ठभाग आणि वातावरणाचा अभ्यास करतील, ज्यातून या गृहितकाची चाचणी होऊ शकेल. टायटनच्या भूगर्भशास्त्र आणि हवामानाचा अभ्यास केल्यास मिथेनसमृद्ध वातावरण असलेल्या एक्सोप्लानेट्सबाबतही अधिक माहिती मिळू शकते.

निष्कर्ष

टायटनला 9 किमी जाड मिथेन बर्फाच्या चादरीमुळे उबदार ठेवले जाते ही कल्पना सत्य होण्यासाठी खूपच विचित्र वाटू शकते, पण पुरावे प्रभावी आहेत. हवाई विद्यापीठ, मानोआ येथील नव्या अभ्यासाने टायटनच्या उथळ खड्ड्यांसाठी आणि मिथेनच्या भरपाईसाठी एक सुंदर स्पष्टीकरण दिले आहे. हा शोध आपण या परग्रहासारख्या जगाबद्दल अजून किती काही शिकायचे आहे, हेही दाखवतो. पुढील वर्षांत Dragonfly टायटनकडे पाठवण्याची तयारी करत असताना, हा शोध जीवनाच्या खुणा आणि या विलक्षण उपग्रहाला आकार देणाऱ्या प्रक्रियांचा शोध घेण्यासाठी आपल्याला दिशा देईल.

हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.