کشف اسرار اقیانوس انسلادوس با ابررایانه‌ها؛ جریان یخ ۲۰ تا ۴۰ درصد کمتر از تخمین‌ها

تحول در داده‌های کاسینی با شبیه‌سازی‌های نوین

مأموریت فضاپیمای کاسینی ناسا که از سال ۲۰۰۵ آغاز شد، دانش بشر را در مورد زحل و قمرهای آن دگرگون کرد. یکی از مهم‌ترین یافته‌های این مأموریت، فوران‌های عظیم آب‌فشان‌ها از سطح قمر یخی انسلادوس بود.

اکنون، شبیه‌سازی‌های جدید ابررایانه‌ای که توسط مرکز محاسبات پیشرفته تگزاس (TACC) و بر پایه داده‌های کاسینی انجام شده، تخمین میزان خروج یخ از انسلادوس را اصلاح کرده است. این نتایج که در آگوست ۲۰۲۵ منتشر شدند، نشان می‌دهند که جریان جرم بین ۲۰ تا ۴۰ درصد کمتر از برآوردهای قبلی است.

آرنو مَیهیو، محقق ارشد این پژوهش، این یافته‌ها را «یک گام بزرگ» در درک بهتر ساختار و شرایط زیر سطح انسلادوس توصیف کرد.

رمزگشایی فوران‌ها با مدل‌های DSMC

مَیهیو، نویسنده مسئول مطالعه‌ای که در Journal of Geophysical Research: Planets منتشر شد، و همکارانش برای توصیف دقیق‌تر فوران‌های بخار آب و دانه‌های یخی خارج شده از شکاف‌های سطح انسلادوس، مدل‌های پیشرفته‌ای را توسعه دادند.

این تیم از مدل‌های شبیه‌سازی مونت کارلوی مستقیم (DSMC) استفاده کردند. این مدل‌ها به شرح زیر هستند:

• برای توصیف دقیق دینامیک گازهای خارج شده از فوران‌ها به کار می‌روند.
• این پژوهش، مطالعات پیشین مَیهیو در سال ۲۰۱۹ را که اولین بار از مدل‌های DSMC برای استخراج شرایط اولیه فوران‌ها استفاده کرد، بسط می‌دهد.
• دیوید گلدستین، از همکاران مطالعه، توسعه کد DSMC «Planet» را در سال ۲۰۱۱ رهبری کرد.

اقیانوس پنهان و جستجوی حیات

قمر انسلادوس با عرضی در حدود ۵۰۴ کیلومتر، گرانش ضعیفی دارد و قادر به حفظ کامل جت‌های یخی فوران‌کننده نیست. با این حال، اقیانوسی از آب مایع در زیر سطح این «کره‌های یخی بزرگ» – که شامل قمرهایی در اطراف زحل، مشتری، اورانوس و نپتون نیز می‌شود – وجود دارد.

این فوران‌های آب‌فشانی نقش حیاتی ایفا می‌کنند، زیرا آن‌ها دریچه‌ای مستقیم به شرایط زیرزمینی انسلادوس برای جستجوی نشانه‌های حیات می‌گشایند. به همین دلیل، سازمان‌های فضایی بزرگ نظیر ناسا و آژانس فضایی اروپا در حال حاضر مشغول طراحی مأموریت‌های آتی هستند که هدف آن‌ها فرود بر این قمر و حفاری برای نمونه‌برداری از اقیانوس زیرین و یافتن شواهد بیولوژیکی است.