قد تكون حلقات زحل وميله ناتجًا عن فقدان قمر واحد


يمكن لقمر واحد محكوم عليه أن يزيل بعض الألغاز حول زحل.

هذا القمر الافتراضي المفقود ، الملقب بـ Chrysalis ، كان من الممكن أن يساعد في إمالة زحل، يقترح الباحثون 15 سبتمبر في علوم. ربما أدت الفوضى المدارية التي تلت ذلك إلى زوال القمر ، وتمزيقه لتشكيل الحلقات الأيقونية التي تحيط بالكوكب اليوم.

يقول جاك وايزدوم ، أحد مؤلفي الدراسة ، عالم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “لقد أحببنا ذلك لأنه سيناريو يشرح شيئين أو ثلاثة أشياء مختلفة لم يكن يعتقد سابقًا أنها مرتبطة ببعضها البعض”. “الحلقات مرتبطة بالميل ، من كان ليخمن ذلك؟”

حلقات زحل تبدو صغيرة بشكل مدهش، فقط 150 مليون سنة أو نحو ذلك (SN: 12/14/17). إذا كانت الديناصورات تحتوي على تلسكوبات ، فربما تكون قد شاهدت زحلًا بلا حلقات. ميزة أخرى غامضة لعملاق الغاز هي ميله البالغ 27 درجة تقريبًا بالنسبة إلى مداره حول الشمس. هذا الميل أكبر من أن يتشكل عندما حدث زحل أو يكون نتيجة تصادمات دمرت الكوكب.

لطالما اشتبه علماء الكواكب في أن الميل مرتبط بنبتون ، بسبب المصادفة في التوقيت بين الطريقة التي يتحرك بها الكوكبان. يتذبذب محور زحل ، أو ينطلق ، مثل قمة دوارة. كما يتذبذب مدار نبتون بأكمله حول الشمس ، مثل الطوق المتعثر.

فترتا كلتا المقدارين متماثلتان تقريبًا ، وهي ظاهرة تُعرف بالرنين. افترض العلماء أن الجاذبية من أقمار زحل – وخاصة أكبر قمر ، تيتان – ساعدت في اصطفاف الكواكب. لكن بعض سمات الهيكل الداخلي لكوكب زحل لم تكن معروفة جيدًا بما يكفي لإثبات ارتباط التوقيتين.

استخدم Wisdom وزملاؤه قياسات دقيقة لمجال جاذبية زحل من المركبة الفضائية كاسيني ، والتي سقطت في زحل في عام 2017 بعد 13 عامًا من الدوران حول عملاق الغاز ، لمعرفة تفاصيل هيكله الداخلي (SN: 9/15/17). على وجه التحديد ، توصل الفريق إلى لحظة القصور الذاتي لزحل ، وهي مقياس لمقدار القوة اللازمة لقلب الكوكب. وجد الفريق أن لحظة القصور الذاتي قريبة ، ولكن ليس بالضبط ، مما ستكون عليه إذا كان دوران زحل في صدى تام مع مدار نبتون.

يقول ويزدوم: “نحن نجادل في أنها قريبة جدًا ، ولا يمكن أن تحدث بالصدفة”. “هذا هو المكان الذي جاء فيه هذا القمر الصناعي Chrysalis.”

بعد التفكير في مجموعة من التفسيرات الأخرى ، أدرك ويسدوم وزملاؤه أن قمرًا صغيرًا آخر كان سيساعد تيتان في إعادة صدى زحل ونبتون عن طريق إضافة قاطرات الجاذبية الخاصة به. انجرف تيتان بعيدًا عن زحل حتى تزامن مداره مع مدار الكريساليس. دفعت ركلات الجاذبية المعززة من القمر الأكبر القمر الأصغر المحكوم عليه بالفوضى في رقصة فوضوية. في النهاية ، انقضت كريساليس بالقرب من زحل لدرجة أنها راحت قمم سحابة الكوكب العملاق. مزق زحل القمر عن بعضه البعض ، وطرد قطعه ببطء إلى الحلقات.

أظهرت الحسابات وعمليات المحاكاة الحاسوبية أن السيناريو يعمل ، ولكن ليس طوال الوقت. من بين 390 سيناريو تمت محاكاته ، انتهى 17 سيناريو فقط بتفكك الشرنقة لإنشاء الحلقات. ثم مرة أخرى ، حلقات الضرب الضخمة مثل حلقات زحل نادرة أيضًا.

جاء اسم Chrysalis من تلك النهاية المذهلة: “الشرنقة هي شرنقة فراشة” ، كما يقول الحكمة. “القمر الصناعي Chrysalis كان خامدًا لمدة 4.5 مليار سنة ، على الأرجح. ثم فجأة ظهرت حلقات زحل منه “.

يقول عالم الكواكب لاري إسبوزيتو من جامعة كولورادو بولدر ، الذي لم يشارك في العمل الجديد ، إن القصة معلقة معًا. لكنه غير مقتنع تمامًا. يقول: “أعتقد أن كل هذا معقول ، لكن ربما ليس من المحتمل جدًا”. “إذا كان شرلوك هولمز يحل قضية ، فحتى التفسير غير المحتمل قد يكون التفسير الصحيح. لكنني لا أعتقد أننا وصلنا إلى هناك حتى الآن “.



المصدر