أظهرت محاكاة جديدة باستخدام الحواسيب الفائقة أن إنسيلاوس، قمر زحل، يفقد 20 إلى 40 في المئة أقل من كتلة رذاذه الجليدي مما كان يُقدر سابقًا. قام باحثون في جامعة تكساس في أوستن بتحليل بيانات من بعثة كاسيني التابعة لناسا لنمذجة سلوك الرذاذ. يمكن لهذه النتائج إرشاد بعثات مستقبلية تستكشف المحيط تحت السطحي للقمر بحثًا عن علامات الحياة.
إنسيلاوس، أحد أقمار زحل الجليدية، أثار إعجاب العلماء منذ بدء بعثة كاسيني-هويجنز التابعة لناسا مراقبته في عام 2005. التقطت المركبة الفضائية صورًا لفوهات مائية شاهقة تنفجر من سطح القمر، مطلقة بخار الماء وجزيئات الجليد إلى الفضاء وتشكل حلقة خافتة حول زحل.
دراسة حديثة، نُشرت في أغسطس 2025 في Journal of Geophysical Research: Planets، استخدمت نماذج متقدمة لمحاكاة مونتي كارلو المباشرة (DSMC) لتحليل هذه الرذاذ. قادها أرنو ماهيو، باحث أول في المعهد الملكي البلجيكي للأرونوميا الفضائية ومنتسب لقسم هندسة الفضاء وميكانيكا الهندسة في جامعة تكساس في أوستن، وأُجريت البحث في مركز الحوسبة المتقدم في تكساس (TACC).
"معدلات تدفق الكتلة من إنسيلاوس أقل بنسبة 20 إلى 40 في المئة مما تجده في الأدبيات العلمية"، قال ماهيو. بنى الفريق على عملهم في عام 2019، الذي طبق لأول مرة تقنيات DSMC لتحديد شروط بدء الرذاذ مثل أحجام الفتحات، ونسب بخار-الجليد، والحرارة، وسرعات الهروب. باستخدام حواسيب لونستار6 وستامبيد3 التابعة لـ TACC، قاموا بمحاكاة الشروط لـ 100 مصدر بركاني جليدي.
"محاكيات DSMC مكلفة جدًا"، لاحظ ماهيو. "استخدمنا حواسيب TACC في عام 2015 للحصول على التمويهات لتقليل وقت الحوسبة من 48 ساعة إلى بضع ميلي ثوانٍ الآن." النماذج، التي تدمج كود DSMC 'Planet' الذي طوره المؤلف المشارك ديفيد غولدشتاين في عام 2011، التقطت بدقة بيئة الجاذبية المنخفضة لإنسيلاوس، الذي يبلغ عرضه 313 ميل فقط. تتبعوا ملايين الجزيئات عبر خطوات زمنية ميكروثانية، كاشفين كثافة الرذاذ، والسرعات، ودرجات الحرارة عند الخروج.
"النتيجة الرئيسية لدراستنا الجديدة هي أننا لـ 100 مصدر بركاني جليدي، يمكننا تقييد معدلات تدفق الكتلة وغيرها من المعلمات التي لم تُشتق سابقًا، مثل درجة الحرارة التي يخرج عندها المادة. هذا خطوة كبيرة إلى الأمام في فهم ما يحدث في إنسيلاوس"، أضاف ماهيو.
توفر رذاذ إنسيلاوس نافذة على محيطه السائل تحت السطح، الذي قد يكون صالحًا للحياة مثل تلك في أقمار أخرى في النظام الشمسي الخارجي. من خلال عينة المواد من أعماق تحت القشرة الجليدية، يمكن للعلماء دراسة شروط المحيط بشكل غير مباشر. قد تهبط بعثات ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية في المستقبل على السطح وتحفر إلى المحيط، بحثًا عن علامات كيميائية للحياة. كما ختم ماهيو، "يمكن للحواسيب الفائقة أن تعطينا إجابات على أسئلة لم نكن نحلم بسؤالها حتى قبل 10 أو 15 عامًا."