حاول أن تتخيل زحل بدون حلقاته المميزة. الآن تخيل قمرين جليديين كبيرين يقتربان من بعضهما البعض حتى ينفجرا. فوضى. ما كان صلباً أصبح الآن سائلاً. شظايا الماس متناثرة في الظلام. تسقط العديد من شظايا الجليد بالقرب من زحل، وتبقى هناك، وتتراقص في انسجام تام حول العملاق الغازي، لتشكل في النهاية أقراص الجسم الثقيلة الرائعة.
نشأ هذا المشهد المذهل نتيجة محاولة للإجابة على أحد أعظم ألغاز النظام الشمسي: من أين أتت حلقات زحل ومتى تشكلت؟
دراسة نشرت هذا الأسبوع في مجلة الفيزياء الفلكيةويعتمد على فكرة أن عمرها ليس مليارات السنين، بل تم إنشاؤها في الماضي الفلكي القريب، ربما عن طريق اصطدام كوكبين. متواضع مقاس أقمار مرقطة بالصقيع قبل بضع مئات الملايين من السنين فقط.
وقال: “أنا متأكد من أنه كان من الرائع معرفة ما إذا كانت الديناصورات تمتلك تلسكوبًا جيدًا بما فيه الكفاية”. جاكوب كيجيريسعالم أبحاث في مركز أبحاث أميس التابع لناسا في ماونتن فيو، كاليفورنيا، وأحد مؤلفي الدراسة.
اختبر الدكتور كيجيريس وزملاؤه فرضية الحلقة الأصغر سنًا باستخدام مركز المملكة المتحدة للأبحاث الموزعة باستخدام الحوسبة المتقدمة. وقد سمح نظام الحوسبة الفائقة هذا للباحثين بإعادة إنشاء هذه الكارثة بشكل متكرر بمزيد من التفصيل بالإضافة إلى آثارها المباشرة، ووجدوا أن قصة الأصل هذه معقولة.
يمكن أن تساعد عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق العلماء ليس فقط على دراسة نشأة حلقات زحل، بل أيضًا على دراسة جميع العوالم. وقال إن زحل، بأقماره التي لا تعد ولا تحصى، “يمكن اعتباره نظاما شمسيا صغيرا”. سكوت شيبارد، عالم فلك في معهد كارنيجي للعلوم في واشنطن، والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة. “يعد زحل مختبرًا مثاليًا لفهم كيفية تشكل الكواكب والأقمار.”
يبلغ عمر زحل 4.5 مليار سنة، وهو نفس عمر الشمس تقريبًا. وكان يُعتقد أن حلقاته قديمة إلى أن قام المسبار الفضائي كاسيني بدراسة الكوكب عن كثب لمدة 13 عامًا. لمليارات السنين، كان من المفترض أن تكون ملوثة بحطام فضائي مغبر آخر. لكن الحلقات المجمدة ظهرت مشرقة ونظيفة للغاية كن بدائيا.
وقد أقنع هذا، إلى جانب أدلة أخرى، العديد من العلماء الذين يدرسون زحل بأن الحلقات ظهرت قبل بضع مئات الملايين من السنين. إذا لم تظهر خلال الفوضى التي حدثت في النظام الشمسي المبكر، عندما كانت الأجسام الكبيرة تصطدم بانتظام، فهذا يعني أنها تشكلت في الأيام الهادئة نسبيًا في الماضي الفلكي الحديث. ولكن كيف؟
لدى زحل الآن ما لا يقل عن 145 قمرًا، وربما كان لديه عدة أقمار قبل أن يكوّن حلقات. اقترح العلماء أن الجاذبية الهائلة للشمس ربما تكون قد زعزعت تدريجيًا استقرار بعض مدارات الأقمار، مما أدى إلى اصطدام قمرين.
وجدت الدراسة الجديدة أن اصطدام قمرين صناعيين جليديين من شأنه أن يؤدي إلى رمي الكثير من القصاصات المجمدة باتجاه زحل. إذا عبر هذا الجليد وبقي خلف حد روش – وهو الحد الذي تؤدي بعده المد والجزر الثقالية للكوكب إلى تفكك الأقمار – فسيكون لديه فرصة لتشكيل هذه الحلقات.
ومن الممكن أن تكون الشظايا التي ظلت أقل من الحد المسموح بها قد اصطدمت بأقمار صناعية أخرى، مما أدى إلى تفتيتها وإطلاق المزيد من المواد، وهو النوع الذي يمكن أن يتجمع معًا لتكوين أقمار جديدة.
ليس من الواضح أي من الأقمار الحالية يعتبر مراهقًا نسبيًا. لكن رياقد يكون مثالاً على ذلك، ثاني أكبر أقمار زحل بعد تيتان. لو كان أقدم، لكان قد شهد العديد من مجيئ وذهاب الجاذبية وسيكون مداره أكثر انحرافًا. ولكن بدلًا من ذلك، فإن ريا دائري ومسطح، مما يشير إلى أنه تشكل مؤخرًا جدًا – ربما تم بناؤه من هذه المادة القمرية التي تم إطلاقها حديثًا.
يمكن أن تحتوي بعض أقمار زحل على محيطات تحت الأرض يحتمل أن تكون صالحة للسكن. لكن إذا كانت هذه الأقمار أصغر سنا من المتوقع، فمن الممكن تقليل هذا الاحتمال.
وقال الدكتور كيجيريس: «ما زلنا لا نعرف ما هي فرص تطور الحياة هناك». لكن إذا كانت بعض هذه الأقمار أصغر سنا مما يعتقده العلماء، فإن ذلك “قد يقلل من فرص العثور على حياة هناك”.
لن يتم حل الجدل طويل الأمد حول مصدر هالات زحل من خلال هذه الدراسة. لكنها تسلط الضوء على أن الخواتم سريعة الزوال ومتغيرة باستمرار، وليست زخارف ثابتة.
وقال الدكتور كيجيريس: «سواء كان زحل أو أي مكان آخر، أجد أنه من الممتع مدى دراماتيكية النظام الشمسي».
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”