سیاره زحل به داشتن حلقه های شگفت‌انگیز در دور خود معروف است. طبق مطالعات جدید، به نظر می‌رسد این حلقه ها حاصل پودر شدن قمر گمشده زحل هستند که روزی به دور این سیاره می‌چرخید و دانشمندان اکنون در یک قدمی کشف این قمر گمشده قرار دارند.
حلقه های معروف زحل از آن دسته اجرام کیهانی نیستند که شما بتوانید به راحتی به راز تشکیل آن‌ها دست پیدا کنید. دانشمندان همیشه مشتاق کشف راز تشکیل حلقه های زحل بوده‌اند. آن‌ها به‌طور تصادفی و زمانی که در حال مطالعه بر روی ویژگی‌های زحل بودند، شواهدی یافتند که می‌تواند توضیحی منطقی برای وجود حلقه‌های شگفت‌انگیز دور این سیاره ارائه دهد.
یک نظریه جدید نشان می‌دهد که حلقه های زحل زمانی شکل گرفته‌اند که یکی از قمرهای این سیاره که یک غول گازی بود و به قمر گمشده معروف است، بیش از حد به این سیاره عظیم نزدیک شده است.
دانشمندان بر این باورند که بقایای حاصل ممکن است بسیاری از حلقه هایی را که امروزه می‌بینیم تشکیل داده باشد. حداقل این چیزی است که تیمی از محققان به رهبری جک ویزدام از موسسه فناوری ماساچوست MIT پیشنهاد می‌کنند.
این تیم قمر گمشده زحل را Chrysalis نامیده‌اند و می‌گویند این داستان همچنین به توضیح انحراف غیرمعمول محور زحل و اینکه چرا تصور می‌شود حلقه ها تنها بیش از 100 میلیون سال قدمت دارند، در حالی که خود زحل بیش از چهار میلیارد سال پیش شکل گرفته است، کمک می‌کند.
تمامی سیارات منظومه خورشیدی یک شیب محوری خاص دارند که از زاویه بین محور چرخشی و صفحه مداری تشکیل می‌شود. این شیب برای زحل به حدود ۲۶.۷ درجه می‌رسد و در حال شدیدتر شدن است. دانشمندان دلیل این افزایش شیب را به قمر تیتان نسبت می‌دهند.
ویزدام در بیانیه‌ای در مورد این تشدید شیب گفت: «این شیب محوری بسیار شدیدتر از آن است که نتیجه فرآیندهای شکل‌گیری شناخته شده در یک دیسک پیش سیاره‌ای یا در اثر برخوردهای بزرگ بعدی باشد. توضیحات مختلفی ارائه شده است، اما هیچ کدام کاملا قانع کننده نیستند. نکته جالب این است که علاوه‌بر توجیه افزایش شیب، سن حلقه جوانی که قبلاً توضیح داده نشده بود نیز به طور طبیعی در سناریوی ما توضیح داده شده است.»
این تیم پژوهشی برای رسیدن به جوابی قانع کننده برای توجیه تمام ابهامات در مورد سیاره زحل، از داده‌های گرانشی فضاپیمای کاسینی ناسا بهره گرفتند تا ببینند آیا زحل هنوز با نپتون در رزونانس است یا خیر. اینکه چه چیزی می‌تواند مدار تیتان را تغییر دهد پرسش دیگری بود که باید پاسخ آن‌را میافتند.
سیاره زحل بیشترین تعداد قمر در منظومه شمسی را دارد که به 82 قمر می‌رسد. اگر زحل یک قمر اضافی داشت که بی‌ثبات شده و به قمر گمشده تبدیل می‌شد، می‌توانست شیب سیاره را تغییر داده و به آن کمک کند تا از رزونانس نپتون فرار کند.
طرح کلی نظریه این تیم را می‌توان در مقاله‌ای که در آخرین شماره مجله Science منتشر شده است، یافت. خلاصه این مقاله این است که این نظریه تمام ابهامات موجود در مورد سیاره زحل، مانند تشدید شیب محوری، مدار تیتان و راز حلقه های آن را توضیح می‌دهد.
طبق این نظریه، حدود ۱۶۰ میلیون سال پیش مدار قمر گمشده Chrysalis ثبات خود را از دست داد و این قمر طی همین موضوع به زحل نزدیک شد. قسمت بزرگی از این قمر گمشده به زحل برخورد کرده و حدود 99 درصد Chrysalis توسط این سیاره غول گاز بلعیده شد. بقیه مواد تشکیل شده در اثر این برخورد نیز در مدار زحل معلق ماندند تا بتوانند حلقه‌های این سیاره را تشکیل دهند.
یافتن قمر گمشده زحل
زحل به دور خورشید می‌چرخد که بیش از 26 درجه به یک سمت متمایل شده است، موقعیتی که حتی از شیب زمین که بین 22.1 تا 24.5 درجه در نوسان است، چشمگیرتر است. محتمل‌ترین توضیح برای این مدت طولانی این بوده که کج شدن زحل ناشی از نوعی رقص گرانشی است که سیاره با نپتون درگیر آن هستند.
ویزدام و همکارانش با کمک داده‌های فضاپیمای کاسینی ناسا، مدل‌های جدیدی را اجرا کردند که نشان می‌دهد، در حالی که زحل و نپتون زمانی در گذشته در طنین‌اندازی بودند، اما این موضوع در چیزی حدود 160 میلیون سال پیش تغییر یافت و این اساساً زحل را از نفوذ نپتون حذف کرد.
از بین تعدادی از شبیه‌سازی‌ها، نمونه‌ای که به بهترین وجه با همه داده‌ها مطابقت داشت، یک نمونه فرضی بود که در آن زحل یک قمر نسبتاً بزرگ را از دست داد. امروز، منظومه سیاره‌ای زحل میزبان 83 قمر است. Chrysalis یا قمر گمشده تقریباً به اندازه یاپتوس بود که در حال حاضر سومین قمر بزرگ زحل است.
دانشمندان این مطالعه جدید این نظریه را مطرح کردند که بین 200 تا 100 میلیون سال پیش، قمر گمشده توسط میدان گرانشی تیتان، بزرگترین قمر زحل، شروع به رانده شدن به اطراف کرد. به نوبه خود، این امر می‌تواند مدار Chrysalis را مختل کند و آن را در مسیری پر هرج و مرج بفرستد که تقریباً شامل برخورد با یاپتوس و تیتان و در نهایت نزدیک شدن بیش از حد به زحل بود.
به گفته محققان، چنین برخوردی می‌تواند ماه را تکه تکه کند! پس از برخورد، بسیاری از بقایای این قمر گمشده توسط زحل بلعیده شده و بخش دیگر چیزی را تشکیل می‌دهد که امروزه به عنوان حلقه‌های باشکوه زحل می‌شناسیم. به نظر می‌رسد که این توضیح کامل است و دو معمای کیهانی را همزمان حل می‌کند، اما ویزدام هشدار می‌دهد که این موضوع همچنان یک نظریه باقی می‌ماند.
ویزدام با بیان اینکه این موضوع مانند هر نتیجه دیگری باید توسط دیگر دانشمندان نیز مورد بررسی قرار گیرد، گفت: «این ماجرا یادآور یک داستان جالب است؛ درست مانند کریسالیس پروانه، این قمر گمشده مدت زیادی خاموش بود و ناگهان شروع به حرکت کرده و در نتیجه حلقه های زحل ظاهر شدند. این داستان دلیلی است که ما به قمر گمشده لقب Chrysalis را دادیم؛ زیرا همانگونه که گل داودی می‌تواند به پروانه تبدیل شود، قمر گمشده نیز تبدیل به حلقه های زحل شد.»
منبعcnet
