پلوتو و تیتان دارای ماده‌ای ناشناخته هستند که در هیچ‌کجا دیده نشده است

مشاهدات جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان می‌دهد که یک طول موج مرموز از نور در سیاره کوتوله پلوتو و تیتان، قمر غول‌پیکر زحل یافت نمی‌شود. این کشف شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که این دو دنیا ممکن است دارای مولکولی ناشناخته باشند که تاکنون در هیچ جرم دیگری در منظومه شمسی یا هیچ سیاره فراخورشیدی مشاهده نشده است.

هر عنصر یا مولکولی در جهان، طول موج‌های مشخصی از تابش الکترومغناطیسی را جذب می‌کند. بنابراین یکی از روش‌های اصلی اخترشناسان برای مطالعه سیاره‌های دوردست، چه درون منظومه شمسی و چه بیرون از آن، بررسی دقیق نوری است که از سطح یا جو آن‌ها بازتاب می‌شود. دانشمندان به‌دنبال خطوط تاریک «جذب» می‌گردند که با طول موج‌های مربوط به ترکیبات شیمیایی شناخته‌شده مطابقت دارند.

به‌عنوان مثال، اکسیژن مولکولی، نور را در طول موج ۲۳۰ نانومتر جذب می‌کند؛ بنابراین اگر طیف الکترومغناطیسی یک سیاره فراخورشیدی دوردست دارای خط جذبی در این فرکانس باشد، پژوهشگران می‌توانند با اطمینان بگویند که جو آن سیاره حاوی اکسیژن است.

تلسکوپ فضایی جیمز وب در ثبت طیف‌های الکترومغناطیسی و شناسایی مواد شیمیایی خاص در جو سیاره‌های فراخورشیدی، اطراف ستارگان دوردست و درون کهکشان‌های ابتدایی، عملکرد فوق‌العاده‌ای داشته است. این تلسکوپ حتی مولکولی را در جهانی بیگانه شناسایی کرده که می‌تواند نشانه‌ای از وجود حیات فرازمینی باشد.

پژوهشگران مطالعات مشابه درباره طیف‌های سیاره‌ای دیگر را بررسی کردند، اما در مقاله خود نوشتند: «هیچ نواری که در این مطالعات گزارش شده و با محل جذب مشاهده‌شده در تیتان و پلوتو مطابقت داشته باشد، پیدا نکردیم.»

کشف اخیر به دلیل تفاوت‌های بسیار زیاد میان پلوتو و تیتان، عجیب‌تر هم می‌شود؛ زیرا شباهت‌های میان آن‌ها چنان اندک است که به‌سختی می‌توان توضیح داد چرا هر دو جرم دارای مولکولی هستند که تاکنون در هیچ جای دیگری مشاهده نشده است.

تیتان بزرگ‌ترین قمر از میان قمرهای متعدد زحل است و حتی از سیاره عطارد نیز بزرگ‌تر است. همچنین تنها دنیای شناخته‌شده در منظومه شمسی، به‌جز زمین است که روی سطح خود رودخانه‌ها و اقیانوس‌های مایع دارد. در مقابل، پلوتو دنیایی کاملاً یخ‌زده است که تقریباً نصف تیتان اندازه دارد و نسبت به این قمر زحل،‌ حدود چهار برابر از خورشید دورتر است.

هرچند هر دو دنیا جوهایی مشابه دارند که سرشار از متان و نیتروژن هستند، پژوهشگران اطمینان دارند مولکولی که مسئول خط جذبی ۵٫۱۱ میکرومتری است، نه در جو آن‌ها، بلکه روی سطح هر دو دنیا قرار دارد.

خط جذب پلوتو حدود سه برابر ضخیم‌تر از خط جذب تیتان است؛ بدین معنی که احتمالاً مولکول مرموز در سیاره کوتوله فراوان‌تر است. اما در تیتان، این مولکول ظاهراً به‌طور یکنواخت توزیع نشده است؛ به‌طوری که خط جذب در نیم‌کره عقبی آن، یعنی نیم‌کره‌ای که خلاف جهت حرکت تیتان به دور زحل قرار دارد، نسبت به نیم‌کره جلویی قوی‌تر است.

پژوهشگران پیشنهاد کرده‌اند که این ماده ممکن است بنزن (یک هیدروکربن حلقوی) باشد که با مولکولی ناشناخته ترکیب شده، یا نوعی یخ از استیلن یا کتن باشد. بااین‌حال، آن‌ها در مقاله خود می‌نویسند برای اثبات اینکه هر یک از این گزینه‌ها مسئول جذب این طول موج خاص هستند، پژوهش‌های بسیار بیشتری لازم است.

فضاپیمای دراگون‌فلای ناسا که قرار است تا سال ۲۰۲۸ پرتاب شود و در سال ۲۰۳۴ از جو تیتان بگذرد، ممکن است سرانجام اطلاعات بیشتری درباره این وضعیت ارائه دهد. طیف‌سنج نصب‌شده روی این بالگرد رباتیک می‌تواند مولکول مرموز را در قمر زحل شناسایی کند؛ موضوعی که به دانشمندان کمک خواهد کرد مشخص کنند آیا این ماده می‌تواند در پلوتو نیز وجود داشته باشد یا نه. اما تا آن زمان، باید منتظر بمانیم تا این معمای کیهانی جالب حل شود.

پژوهش در پایگاه داده پیش‌انتشار آرکایو منتشر شده است.