تظهر الصورة المذهلة كيف ينقش القمر الصغير لزحل حلقات الكوكب

Send

انتهت مهمة كاسيني إلى زحل قبل عام ونصف ، ولكن النتائج العلمية لا تزال تأتي من جميع البيانات التي جمعتها. عندما اقتربت كاسيني من زحل في أشهرها الأخيرة ، ألقت نظرة مفصلة للغاية على حلقات عملاق الغاز ، حيث كانت تسافر بينها وبين الكوكب نفسه. أثار هذا الفحص التفصيلي بعض الأسئلة حول جميع التفاعلات التي تشكل هذه الحلقات.

تقدم ورقة جديدة نشرت في Science بعض النتائج من نظرة كاسيني المقربة إلى الحلقات.

تكثر الكواكب الصغيرة داخل نظام حلقات زحل ، وتتفاعل تلك الأجسام مع الجسيمات الجليدية التي تشكل الجزء الأكبر من الحلقات. وينتج عن ذلك مجموعة متنوعة من الأشكال والقوام في بنية الحلقة ، تمامًا مثل كيفية تشكل الكواكب في القرص الكوكبي الأولي حول نجم. وهذا يعني أن الحلقات هي مثل المختبر الذي يمكن للعالم أن يتطلع إليه لمعرفة كيفية تكوين الكواكب.

"توفر هذه التفاصيل الجديدة لكيفية نحت الأقمار للحلقات بطرق مختلفة نافذة على تكوين النظام الشمسي ..."
المؤلف الرئيسي وعالم كاسيني مات تيسكارينو من معهد SETI في ماونتن فيو ، كاليفورنيا.

خلال النظرة النهائية لمركبة كاسيني الفضائية إلى الحلقات ، اكتشفت القوام والأنماط التي تراوحت بين التكتل والشبيهة بالقش. يثير هذا التنوع أسئلة حول كيفية تشكيلها بالضبط ، وما هو تاريخ التفاعلات التي شكلتها. إضافة إلى الأسئلة هو كيف يتغير اللون ودرجة الحرارة والكيمياء عبر بنية الحلقة.

ولكن مثل الكثير من العلوم ، فإن هذه الدراسة تثير أسئلة جديدة ، وتلقي بعض الضوء على الأسئلة الحالية.

الحلقة F هي الحلقة الخارجية الأبعد في هيكل حلقة زحل ، وربما الأكثر نشاطًا. يحتوي على ميزات يمكن أن تختلف في المقاييس الزمنية صغيرة مثل بضع ساعات. أظهرت دراسة أجريت عام 2008 أن هناك عدة قمر صناعي تعمل في الحلقة F ، وأن تصادماتها وتأثيراتها الثقالية مسؤولة عن بعض الكتل والقنوات الطولية في تلك الحلقة.

في هذه الورقة الجديدة ، ركز الباحثون على سلسلة من الخطوط الناتجة عن التأثير في الحلقة F التي لها نفس الطول والاتجاه. وخلصوا إلى أن قطيعًا من المؤثرات التي ضربت الحلقات في نفس الوقت هي المسؤولة. هذا مهم لأنه يستبعد الحطام المصاحب كسبب ، ويسلط الضوء على الدور الذي تلعبه تيارات المواد التي تدور حول زحل في تشكيل هيكل الحلقات.

قال المؤلف الرئيسي وعالم كاسيني مات تيسكارينو من SETI "هذه التفاصيل الجديدة لكيفية نحت الأقمار للحلقات بطرق مختلفة توفر نافذة لتكوين النظام الشمسي ، حيث لديك أيضًا أقراص تتطور تحت تأثير الكتل المضمنة فيها". معهد في ماونتن فيو ، كاليفورنيا.

أظهرت المناظر المقربة الممتازة للحلقات التي التقطتها كاسيني خلال مدارات Ring Grazing بين ديسمبر 2016 وأبريل 2017 ثلاثة أنواع متميزة من الهياكل: متكتلة وسلسة ومعقدة. كما أنها تظهر بوضوح أن الأنواع الثلاثة موجودة في أحزمة ذات حدود حادة بين بعضها البعض. السبب في ذلك غير واضح ، حيث لا يمكن للعلماء تحديد أي خصائص الحلقة المتصلة بالأحزمة.

"يجب أن يكون هناك شيء مختلف حول خصائص الجسيمات ... ونحن لا نعرف حتى الآن ما هي."
المؤلف الرئيسي وعالم كاسيني مات تيسكارينو من معهد SETI في ماونتن فيو ، كاليفورنيا.

قال تيسكارينو: "هذا يخبرنا أن شكل الحلقات ليس مجرد دالة على كمية المواد الموجودة". "يجب أن يكون هناك شيء مختلف في خصائص الجسيمات ، ربما يؤثر على ما يحدث عندما تصطدم جسيمتان حلقية وترتد عن بعضهما البعض. ولا نعرف حتى الآن ما هو ".

كان لدى كاسيني نتائج أكثر غموضاً ، تم الكشف عنها بواسطة مطياف رسم الخرائط المرئي والأشعة تحت الحمراء (VIMS). كما يقول الاسم ، فإنه يصور الحلقات المرئية والأشعة تحت الحمراء. وجد VIMS شرائط جليد مائية ضعيفة بشكل غير عادي في الجزء الخارجي من الحلقة A. هذه نتيجة غير متوقعة ، حيث من المعروف أن هذه المنطقة تعكس بشكل كبير ، ويعكس الانعكاسية العالية عادة الجليد الأقل تلوثًا وبالتالي العصابات الجليدية المائية الأقوى.

كان لدى VIMS المزيد من المفاجآت في المتجر. في حين أن العلماء كانوا يعرفون بالفعل أن جليد الماء هو المكون الرئيسي في حلقات زحل ، فقد كانوا على يقين من وجود مثلجات أخرى مثل جليد الأمونيا وجليد الميثان. لكن VIMS لم يتمكن من العثور على أي من هاتين الفئتين ، ولا يمكن أن يجد مركبات عضوية ، والتي يجب أن تكون موجودة نظرًا للمادة العضوية التي وجدت كاسيني سابقًا تتدفق من الحلقة D إلى الغلاف الجوي لزحل.

قال فيل نيكولسون ، عالم كاسيني VIMS بجامعة كورنيل في إيثاكا ، نيويورك: "إذا كانت المواد العضوية موجودة بكميات كبيرة - على الأقل في الحلقات الرئيسية A و B و C ، فسنراها". "لست مقتنعا بعد بأنهم مكون رئيسي في الحلقات الرئيسية."

هذه نتائج جديدة مثيرة للاهتمام لعلماء زحل ، وهي ألغاز تتطلب نماذج جديدة لتوضيحها. لكن لا أحد منهم يمكن أن يتفوق على اكتشاف كاسيني الأكثر إثارة للدهشة: أن حلقات زحل أصغر بكثير مما كان يعتقد سابقًا.

وفقًا لـ Jeff Cuzzi من مركز ناسا أميس للأبحاث ، فإننا ندخل مرحلة جديدة من دراسة زحل والتي ستشهد تطوير نماذج جديدة لشرح هذه النتائج الجديدة.

قال كوزي: "نرى أكثر بكثير ، وأقرب ، ونحصل على ألغاز جديدة ومثيرة للاهتمام". "نحن نستقر فقط في المرحلة التالية ، التي تقوم ببناء نماذج جديدة ومفصلة لتطور الحلقة - بما في ذلك الكشف الجديد من بيانات كاسيني بأن الحلقات أصغر بكثير من زحل."

العلم مثير ومحبط على حد سواء لأن كل تقدم جديد في الفهم يجلب أسئلته الخاصة. وينطبق هذا بالتأكيد على البحث الجديد المستند إلى البيانات من أقرب نظرة كاسيني وأفضلها إلى زحل وحلقاته.

"الأمر أشبه برفع القوة لأعلى بمقدار ما يمكن أن نراه في الحلقات. قالت ليندا سبيلكر ، عالمة مشروع كاسيني في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا: "لقد حصل الجميع على رؤية أوضح لما يحدث". "الحصول على هذا القرار الإضافي أجاب على العديد من الأسئلة ، ولكن لا يزال هناك الكثير من الأسئلة المثيرة."