حلقه های زحل ناپدید شد؛ چرا و چگونه؟ - وبلاگ آریابلاگ

به گزارش وبلاگ آریابلاگ، ایسنا نوشت: گروهی از ستاره شناسان قصد دارند با یاری تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصدخانه کک، به راز ناپدید شدن حلقه های زحل پی ببرند.

حلقه های سیاره زحل در حال ناپدید شدن هستند و ما نمی دانیم که چه مدت دیگر در اطراف آن خواهند بود. ستاره شناسان از دهه 1980 می دانستند که درونی ترین حلقه های یخی زحل به طور پیوسته در حال فرسایش یافتن در جو فوقانی آن هستند. بارش باران با چنان سرعتی در حال وقوع است که روزانه به اندازه یک استخر آب روی این غول گازی می بارد. با وجود این، سرعت کوچک شدن سیستم حلقه زحل که مشخص نماینده زمان ناپدید شدن آن به شمار می رود، همچنان یک پرسش بدون پاسخ است.

تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) ناسا که تجهیزات قوی آن تا به امروز به آنالیز کهکشان های دوردست کیهان اولیه پرداخته اند، به زودی خواهند توانست این پدیده جالب را مورد آنالیز قرار دهند.

جیمز اودونوگو(James ODonoghue)، دانشمند سیاره شناسی آژانس کاوش های هوافضای ژاپن(JAXA) که سرپرستی کوشش های نو را برای مشخص مدت ماندگاری حلقه های زحل بر عهده خواهد داشت، گفت: ما هنوز در حال کوشش برای کشف دقیق سرعت فرسایش حلقه های زحل هستیم. در حال حاضر، پژوهش ها نشان می دهند که این حلقه ها تنها برای چند صد میلیون سال دیگر بخشی از زحل خواهند بود.

برای بهتر تخمین زدن طول عمر حلقه های زحل، تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصدخانه کک(Keck Observatory) در هاوایی، بخشی از یک کمپین رصدی بلندمدت برای مطالعه این سیاره خواهند بود. این تلسکوپ ها به نظارت بر چگونگی نوسانات پدیده باران حلقه(Ring rain) طی یک فصل کامل در این غول گازی یاری می نمایند که به لطف دور بودن مدار آن از خورشید، حدود هفت سال زمینی طول می کشد.

ستاره شناسان انتظار دارند داده های جالبی را از این کمپین به دست بیاورند زیرا پژوهش های پیشین نشان داده اند که مقادیر زیادی از مواد حلقه به طور مداوم به زحل می ریزد. به عنوان مثال، داده های ارسال شده از فضاپیمای کاسینی(Cassini) ناسا که 22 بار در خلال شیرجه مرگبار خود به زحل در سال 2017 از شکاف بین این سیاره و حلقه های آن عبور کرد، نشان دادند که بین 400 تا 2800 کیلوگرم باران یخی در هر ثانیه روی سیاره جاری می شود.

با این سرعت، حلقه ها ممکن است طی حدود 300 میلیون سال ناپدید شوند. اگرچه 300 میلیون سال ممکن است زمان زیادی به نظر برسد اما این سیل، سیستم حلقه را به سوی یک مرگ نسبتا سریع در مقیاس های زمانی کیهانی سوق می دهد. در هر حال، اندازه بارش مواد حلقه روی سیاره هنوز تا حدود زیادی نامشخص است. ستاره شناسان می گویند که حلقه ها می توانند طی 100 میلیون سال ناپدید شوند یا اینکه ممکن است 1.1 میلیارد سال در اطراف زحل باقی بمانند. اودونوگو ادامه داد: ما در حال حاضر فقط یک تخمین بسیار گسترده داریم. ما می خواهیم مشاهدات بیشتری انجام دهیم که این محدوده هجوم را محدود می نمایند.

بیشتر بخوانید:

• ظاهر زنان عربستانی در 2000 سال پیش/ عکس

• بلندترین مار سمی دنیا، باهوش ترین مار است/ عکس

• شکار افعی شاخدار عربی در شنزارهای خوزستان/ عکس

پژوهش های کنونی نشان می دهند سنگ های فضایی و تابش خورشید، ذرات حلقه را کمی مختل می نمایند و به آنها بار الکتریکی می دهند که به خطوط میدان مغناطیسی غول گازی متصل می شوند. سپس گرانش زحل، ذرات یخی را به داخل می کشد که به وسیله میدان های مغناطیسی راهنمایی می شوند تا به جو بالای سیاره راه پیدا نمایند اما این روند همواره با سرعت یکسان انجام نمی شود.

هنگامی که زحل در مدار 29.5 ساله خود به دور خورشید می چرخد و به سمت خورشید می رود یا از آن دور می شود، حلقه ها نیز همین کار را می نمایند. به گفته ستاره شناسان، این شیب نشان می دهد که تابش خورشید چقدر بر درونی ترین لایه های منظومه حلقه ای تأثیر می گذارد که بیشتر باران یخی در آنها ایجاد می شود. بعلاوه، این امر ممکن است در مشخص اندازه ریختن مواد به زحل نقش داشته باشد.

گروه اودونوگو از تلسکوپ های جیمز وب و کک برای اندازه گیری انتشارات یک مولکول هیدروژن خاص در جو فوقانی زحل استفاده خواهند کرد. اودونوگو در مصاحبه با اسپیس گفت: اندازه این مولکول زمانی افزایش می یابد که اندازه کمی از مواد حلقه های یخی زحل به جو آن می ریزد اما طی باران حلقه ای فراوان کاهش می یابد. نظارت بر این تغییرات طی فرآیند انتشار هیدروژن در طول یک فصل کامل زحل می تواند به گروه یاری کند تا بفهمند چقدر مواد حلقه در این سیاره می بارد.

وی افزود: تجهیزات تلسکوپ کک که پیشتر برای این کار استفاده نموده بودیم، ارتقا یافته اند اما پیشتر هرگز از تلسکوپ جیمز وب برای چنین کاری استفاده ننموده بودیم. بدین ترتیب، ما قادر خواهیم بود تا هجوم حلقه را بهتر از همواره تخمین بزنیم.

در حالی که این پژوهش نو به پیش بینی سرنوشت حلقه ها یاری می نماید، ستاره شناسانی که مشغول آنالیز زحل هستند، به بحثی که دهه ها در خصوص چگونگی و زمان تولد حلقه های این سیاره وجود داشته است، ادامه می دهند. مدل های رایانه ای گوناگون نشان داده اند که حلقه ها از 4.5 میلیارد سال پیش که منظومه شمسی در حال شکل گیری بود، ساختاری دائمی در اطراف زحل بوده اند اما داده های فضاپیمای کاسینی، تصویر جوان تری را نشان می دهند و آنها را تنها بین 10 تا 100 میلیون سال پیر می نمایند.

این اختلاف به این علت به وجود آمد که حلقه های قدیمی تر اغلب تیره تر هستند اما کاسینی، حلقه های زحل را روشن نموده بود و به جوانی آنها اشاره می کرد. در سال 2019، ستاره شناسانی که این بحث را دوباره مورد آنالیز قرار دادند، گفتند که باران شدید حلقه ای ممکن است عامل جوان به نظر رسیدن حلقه ها باشد. این نظریه به تصور اولیه برمی شود که می گوید در نهایت عمر حلقه ها به اندازه منظومه شمسی است.

اودونوگو افزود: من فکر می کنم اگر عمر حلقه ها فقط 100 میلیون سال یا بیشتر و عمر آنها میلیاردها سال باشد، شگفت انگیز خواهد بود زیرا به این معنی است که ما در زمان درست تکامل یافته ایم تا آنها را پیش از ناپدید شدن ببینیم.

227321