احتمال ناپدید شدن حلقه‌های زحل تا چند صد میلیون سال آینده

اگرچه در زمان دایناسورها احتمالا هیچ انسانی نمی توانست زحل را بدون حلقه هایش ببیند اما ساکنان آینده زمین ممکن است جهان را بدون آنها بشناسند.

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

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

تقریباً میتوان گفت که حلقه ها به طور کامل از یخ خالص تشکیل شده اند. کمتر از چند درصد جرم آنها را آلودگی غیر یخی ناشی از ریزشهاب سنگ ها تشکیل می دهد که کوچک تر از یک دانه شن هستند. این آلاینده ها دائما با ذرات حلقه برخورد می کنند و در شکل گیری زباله هایی که دور سیاره می چرخند، نقش دارند. تعیین کردن سن حلقه ها 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 حلقه ها از زمان شکل گیری چقدر آلوده شده اند. همچنین، این تجزیه و تحلیل نشان می دهد که ریزشهاب سنگ ها به همان سرعت مورد تصور دانشمندان وارد نمی شوند. این بدان معناست که گرانش زحل می تواند مواد را به طور موثرتری به درون حلقه ها بکشد. مجموع این شواهد نشان می دهد که حلقه ها احتمالا نمی توانسته 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 می رود.

پشتیبان این نتیجه گیری، پژوهش دوم است که زاویه متفاوتی را از برخورد مداوم سنگ های فضایی کوچک به حلقه ها 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 حلقه ها را به طور ویژه بررسی کردند و دریافتند که دو عنصر مهم نادیده گرفته شده، بمباران ریزشهاب سنگ ها و نحوه انتشار زباله های ناشی از این برخوردها هستند. در نظر گرفتن این عوامل نشان می دهد که حلقه ها ممکن است تنها طی چند صد میلیون سال به جرم کنونی خود رسیده باشند. همچنین، نتایج این پژوهش نشان می دهند که چون حلقه ها 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 رشته ای ماموریت کاسینی برای حلقه های زحل نیز خدمت، گفت: این ایده که حلقه های اصلی زحل یکی از ویژگی های اخیر ما باشند، همیشه بوده است اما نتایج جدید ما ای از های کاسینی را تکمیل می کنند که از این یافته را دشوار می سازد.

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 حلقه های زیبایی که امروزه می شناسیم حساب کرد؟

ماموریت کاسینی کشف کرد که حلقه ها به سرعت جرم خود را از دست می دهند زیرا مواد از درونی ترین مناطق به سیاره می افتند. پژوهش سوم برای نخستین بار میزان سرعت مواد حلقه را در این جهت تعیین می کند و شهاب سنگ ها در این پژوهش نیز نقش دارند. برخورد آنها با ذرات حلقه موجود و نحوه پرتاب زباله ها به بیرون، با هم ترکیب می شوند و نوعی نوار نقاله را به وجود می آورند که مواد حلقه را به سمت زحل می برد. 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، حلقه های خود را از دست بدهد.

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

حلقه های 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 حلقه ها به دنیا آمده اند و میتوانند آن ها را ببینند و مطالعه کنند.