حلقه‌های زحل در حال ناپدید شدن هستند!!

تلسکوپ فضایی جیمز وب ممکن است نشان دهد که چقدر زمان باقی مانده است.

برخی از قدرتمندترین رصدخانه های جهان در حال بررسی پدیده “باران حلقه‌ای” هستند.

انیمیشنی که نشان می دهد درونی ترین حلقه های زحل ناپدید می شوند

برداشت هنری از چگونگی ظاهر زحل در صد میلیون سال آینده. درونی‌ترین حلقه‌ها با بارش باران بر روی سیاره ناپدید می‌شوند. (اعتبار تصویر: NASA/Cassini/James O’Donoghue)

حلقه‌های زحل در حال ناپدید شدن هستند و ما نمی‌دانیم که تا زمانی در اطراف زحل خواهند بود.

ستاره‌شناسان از دهه 1980 می دانستند که درونی‌ترین حلقه‌های یخی زحل به طور پیوسته در حال فرسایش در جو فوقانی آن هستند. بارش باران با چنان سرعتی در حال وقوع است که روزانه یک استخر آب به اندازه المپیک روی غول گازی می‌بارد. با این حال، سرعت کوچک شدن سیستم حلقه نمادین – که تعیین کننده زمان ناپدید شدن آن است – همچنان به صورت یک سوال باقی مانده است.

خوشبختانه، تلسکوپ فضایی قدرتمند جیمز وب ناسا (JWST یا Webb)، که ابزار قدرتمند آن تاکنون کهکشانهای دوردست کیهان اولیه را دیده است، به زودی این پدیده جالب را که بسیار نزدیک به خانه پیدا شده است، بررسی خواهد کرد.

جیمز اودوناگو، دانشمند سیاره‌شناسی در آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن که رهبری تلاش‌های جدید برای تعیین مدت زمان ماندگاری حلقه‌های زحل را بر عهده خواهد داشت، گفت: «ما هنوز در حال تلاش برای کشف دقیق سرعت محو شدن آنها هستیم. در حال حاضر، تحقیقات نشان می‌دهد که این حلقه‌ها تنها تا چند صد میلیون سال دیگر بخشی از زحل خواهند بود.»

برای تخمین بهتر طول عمر حلقه‌های نمادین زحل، JWST و رصدخانه Keck در هاوایی بخشی از یک کمپین رصدی طولانی مدت برای مطالعه این سیاره خواهند بود. این تلسکوپها به نظارت بر چگونگی نوسانات پدیده “باران حلقه‌ای” در طول یک فصل کامل در این غول گازی کمک می‌کنند که به لطف مداری دور از خورشید، حدود هفت سال زمین طول می‌کشد.

اخترشناسان انتظار داده‌های جالبی از این کمپین دارند، زیرا تحقیقات قبلی نشان داده است که مقادیر زیادی از مواد حلقه به طور مداوم به زحل می‌ریزد. به عنوان مثال، داده‌های ارسال شده از فضاپیمای کاسینی ناسا – که 22 بار در خلال شیرجه مرگ‌آورش به این سیاره در سال 2017 از شکاف بین زحل و حلقه‌هایش عبور کرد – نشان داد که چیزی بین 880 پوند (400 کیلوگرم) تا 6000 پوند (2800 کیلوگرم) باران یخی در هر ثانیه بر روی سیاره جاری می‌شود و جو فوقانی آن را گرم می‌کند.

با این سرعت، حلقه‌ها ممکن است در حدود 300 میلیون سال ناپدید شوند. اگرچه ممکن است زمان زیادی به نظر برسد، اما سیل سیستم حلقه نمادین را به “یک مرگ نسبتا سریع” در مقیاس‌های زمانی کیهانی سوق می‌دهد. اما میزان بارندگی مواد حلقه بر روی سیاره هنوز تا حد زیادی نامشخص است. ستاره‌شناسان می‌گویند که حلقه‌ها می‌توانند به سرعت ۱۰۰ میلیون سال ناپدید شوند یا ممکن است ۱.۱ بیلیون سال در اطراف زحل باشند.

اودوناگو در روز چهارشنبه (26 آوریل) به Space.com گفت: “در حال حاضر ما فقط یک تخمین بسیار گسترده داریم.” ما می‌خواهیم مشاهدات بیشتری انجام دهیم که این دامنه را محدود کند.»

بر اساس تحقیقات کنونی، سنگ‌های فضایی و تابش خورشید کمی ذرات حلقه را مختل می‌کنند و به آن‌ها بار الکتریکی می‌دهند که به خطوط میدان مغناطیسی غول گازی متصل می‌شوند. سپس گرانش زحل ذرات یخی را به داخل می کشد که توسط میدان های مغناطیسی هدایت می شوند تا به اتمسفر بالای سیاره جریان پیدا کنند (اما نه همیشه با سرعت یکسان).

جزئیات حلقه‌های یخی زحل در این منظره وسیع از کاسینی از سیستم حلقه‌ای شکوهمند سیاره قابل مشاهده است. کل دهانه، از حلقه A تا حلقه F، تقریباً 40800 مایل (65700 کیلومتر) را پوشش می‌دهد و در 26 نوامبر 2008 عکسبرداری شد. (اعتبار تصویر: NASA/JPL/موسسه علوم فضایی)

هنگامی که زحل در مدار 29.5 ساله خود به دور خورشید می‌چرخد، به سمت خورشید رفته و از آن دور می‌شود و حلقه‌هایش نیز همین کار را می‌کنند. به گفته اخترشناسان، این شیب نشان می‌دهد که تابش خورشید چقدر بر درونی‌ترین لایه‌های منظومه حلقه‌ای تأثیر می‌گذارد – جایی که بیشتر باران یخی در آن ایجاد می‌شود – و همچنین ممکن است در تعیین میزان ریختن مواد به زحل نقش داشته باشد.

اودوناگو به Space.com گفت: “ما گمان می‌کنیم که وقتی حلقه‌ها در کنار خورشید قرار می‌گیرند، باران حلقه کاهش می‌یابد.” و اینکه وقتی آنها به سمت خورشید کج می‌شوند، هجوم باران حلقه‌ای افزایش می‌یابد.

بنابراین تیم او از رصدخانه‌های وب و کک هاوایی برای اندازه‌گیری انتشارات از یک مولکول هیدروژن خاص در جو فوقانی زحل استفاده خواهد کرد. اودوناگو به Space.com گفت که اندازه‌گیری‌های این مولکول زمانی افزایش می‌یابد که مقدار کمی از مواد حلقه‌های یخی زحل به اتمسفر آن می‌ریزد، اما در طی باران حلقه‌ای فراوان کاهش می‌یابد. نظارت بر این تغییرات در این انتشار هیدروژن در طول یک فصل کامل در زحل می‌تواند به تیم کمک کند تا مشخص کند چقدر مواد حلقه باید در این سیاره ببارد.

او گفت: “ابزار روی Keck که قبلاً برای این کار استفاده کرده بودیم ارتقا یافته است و ما هرگز قبلاً از JWST برای این کار استفاده نکرده‌ایم.” بنابراین ما قادر خواهیم بود هجوم حلقه را بهتر از هر زمان دیگری تخمین بزنیم.

در حالی که تحقیقات جدید به پیش‌بینی سرنوشت حلقه‌ها کمک می‌کند، اخترشناسانی که جهان زحل را مطالعه می‌کنند، به بحث دهه‌ها در مورد چگونگی و زمان تولد حلقه‌های این سیاره ادامه می‌دهند. مدل‌های مختلف نشان داده‌اند که حلقه‌ها از 4.5 بیلیون سال پیش، زمانی که خود منظومه شمسی در حال شکل‌گیری بود، ساختاری دائمی در اطراف زحل بوده‌اند، اما داده‌های فضاپیمای کاسینی تصویر جوان‌تری را به تصویر می‌کشد و آنها را تنها در 10 تا 100 میلیون سال پیر می‌کند. قدیمی

این اختلاف به این دلیل به وجود آمد که حلقه‌های قدیمی‌تر اغلب تیره‌تر هستند، اما کاسینی حلقه‌های زحل را روشن کرده بود و به جوانی آنها اشاره می‌کرد. در سال 2019، اخترشناسانی که این بحث را مجدداً بررسی کردند پیشنهاد کردند که باران شدید حلقه‌ای ممکن است عامل جوان به نظر رسیدن حلقه‌ها باشد و به تصور اولیه بازگشت که حلقه‌ها به اندازه منظومه شمسی قدیمی هستند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Saturn’s rings are disappearing. The James Webb Space Telescope may reveal how much time they have left.

By Sharmila Kuthunur

 https://www.space.com/saturns-rings-disappearing-james-webb-space-telescope