حلقه‌های زحل ممکن است در آینده ناپدید شوند

به گزارش سرویس وبگردی خبرگزاری صدا و سیما ، سه پژوهش جدید که توسط دانشمندان «مرکز تحقیقات ایمز» (Ames Research Center) ناسا انجام شده اند، داده‌های ماموریت «کاسینی» (Cassini) ناسا را بررسی کرده و شواهدی را مبنی بر این ارائه داده اند که حلقه‌های زحل از نظر نجومی هم جوان و هم زودگذر هستند.

 

پژوهش‌های جدید پیرامون جرم حلقه ها، میزان خالص بودن آن ها، سرعت اضافه شدن زباله‌های ورودی و چگونگی تأثیر زباله‌ها بر روند تغییر حلقه‌ها به مرور زمان انجام می‌شوند. این عناصر را کنار هم قرار دهید تا بتوانید ایده بهتری را در مورد مدت زمان حضور حلقه‌ها در اطراف زحل (Saturn) و زمان باقی مانده از عمر آن‌ها به دست آورید.

تقریباً میتوان گفت که حلقه‌ها به طور کامل از یخ خالص تشکیل شده اند. کمتر از چند درصد جرم آن‌ها را آلودگی غیر یخی ناشی از ریزشهاب سنگ‌ها تشکیل می‌دهد که کوچک‌تر از یک دانه شن هستند. این آلاینده‌ها دائما با ذرات حلقه برخورد می‌کنند و در شکل گیری زباله‌هایی که دور سیاره می‌چرخند، نقش دارند. تعیین کردن سن حلقه‌ها تاکنون دشوار بوده است، زیرا دانشمندان هنوز این بمباران را اندازه گیری نکرده بودند تا محاسبه کنند که حضور آن‌ها چقدر ادامه خواهد داشت.

 

اکنون یکی از این سه پژوهش جدید، ایده بهتری را در مورد میزان ورود کل مواد غیر یخی ارائه کرده است تا مشخص شود که حلقه‌ها از زمان شکل گیری چقدر آلوده شده اند. همچنین، این تجزیه و تحلیل نشان می‌دهد که ریزشهاب سنگ‌ها به همان سرعت مورد تصور دانشمندان وارد نمی‌شوند. این بدان معناست که گرانش زحل می‌تواند مواد را به طور موثرتری به درون حلقه‌ها بکشد. مجموع این شواهد نشان می‌دهد که حلقه‌ها احتمالا نمی‌توانسته اند بیش از چند صد میلیون سال در معرض طوفان تگرگ کیهانی بوده باشند. این مدت زمان، بخش کوچکی از سن ۴.۶ میلیارد ساله زحل و منظومه شمسی به شمار می‌رود.

 

پشتیبان این نتیجه گیری، پژوهش دوم است که زاویه متفاوتی را از برخورد مداوم سنگ‌های فضایی کوچک به حلقه‌ها در نظر دارد. پژوهشگران این پروژه، دو مورد را شناسایی کردند که تا اندازه زیادی در تحقیقات نادیده گرفته شده اند. آن‌ها فیزیک حاکم بر تکامل بلندمدت حلقه‌ها را به طور ویژه بررسی کردند و دریافتند که دو عنصر مهم نادیده گرفته شده، بمباران ریزشهاب سنگ‌ها و نحوه انتشار زباله‌های ناشی از این برخورد‌ها هستند. در نظر گرفتن این عوامل نشان می‌دهد که حلقه‌ها ممکن است تنها طی چند صد میلیون سال به جرم کنونی خود رسیده باشند. همچنین، نتایج این پژوهش نشان می‌دهند که، چون حلقه‌ها بسیار جوان هستند، به احتمال زیاد زمانی شکل گرفتند که نیرو‌های گرانشی ناپایدار درون منظومه زحل، برخی از قمر‌های یخی آن را نابود کردند.

 

«جف کوزی» (Jeff Cui)، مرکز تحقیقات ایمز و محقق یکی از سه پژوهش جدید که دانشمند میان رشته‌ای ماموریت کاسینی برای حلقه‌های زحل نیز خدمت، گفت: این ایده که حلقه‌های اصلی زحل یکی از ویژگی‌های اخیر ما باشند، همیشه بوده است، اما نتایج جدید ما‌ای از‌های کاسینی را تکمیل می‌کنند که از این یافته را دشوار می‌سازد.

 

بدین ترتیب، شاید بتوان گفت زحل بیش از چهار میلیارد سال پیش از اینکه ظاهر کنونی خود را پیدا کند، وجود داشته است، ولی چقدر دیگر میتوان روی وجود حلقه‌های زیبایی که امروزه می‌شناسیم حساب کرد؟

 

ماموریت کاسینی کشف کرد که حلقه‌ها به سرعت جرم خود را از دست می‌دهند، زیرا مواد از درونی‌ترین مناطق به سیاره می‌افتند. پژوهش سوم برای نخستین بار میزان سرعت مواد حلقه را در این جهت تعیین می‌کند و شهاب سنگ‌ها در این پژوهش نیز نقش دارند. برخورد آن‌ها با ذرات حلقه موجود و نحوه پرتاب زباله‌ها به بیرون، با هم ترکیب می‌شوند و نوعی نوار نقاله را به وجود می‌آورند که مواد حلقه را به سمت زحل می‌برد. پژوهشگران با محاسبه معنای این همه تکان خوردن ذرات برای ناپدید شدن نهایی آن‌ها در سیاره، به این نتیجه رسیده اند که زحل ممکن است در چند صد میلیون سال آینده، حلقه‌های خود را از دست بدهد.

 

 

«پل استرادا» (Paul Estrada)، پژوهشگر مرکز تحقیقات ایمز و محقق هر سه پژوهش گفت: من تصور می‌کنم این نتایج به ما می‌گویند که بمباران دائمی این زباله‌های بیرونی، نه تنها به آلودگی حلقه‌های سیاره منجر می‌شود، بلکه ممکن است آن‌ها را به مرور زمان کمرنگ کند. شاید حلقه‌های کوچک و تاریک اورانوس و نپتون، نتیجه این فرآیند باشند. بنابراین، سنگین و یخی بودن نسبی حلقه‌های زحل نشان دهنده جوانی آن‌ها است.

 

حلقه‌های جوان، عمر نسبتا کوتاهی دارند. با وجود این، انسان‌ها میتوانند به جای سوگواری برای مرگ نهایی حلقه ها، قدردان این موضوع باشند که در زمان حضور حلقه‌ها به دنیا آمده اند و میتوانند آن‌ها را ببینند و مطالعه کنند.

 

منبع : ناسا