متى سيفقد زحل حلقاته الأيقونية؟
عرف علماء الفلك منذ الثمانينيات أن الحلقات الجليدية الداخلية لزحل تتآكل باطراد في غلافه الجوي العلوي، في ظاهرة تعرف باسم "أمطار حلقات زحل".
وتحدث الأمطار الحلقات بمعدل مرتفع لدرجة أن حوض سباحة بحجم أولمبي من المياه تمطر على العملاق الغازي يوميا.
ومع ذلك، فإن مدى سرعة تقلص نظام الحلقة الأيقونية، والذي يحدد متى سيختفي، يظل سؤالا دون إجابة واضحة للعلماء.
ولحسن الحظ، فإن تلسكوب جيمس ويب الفضائي العظيم التابع لوكالة ناسا، سوف يبحث قريبا في هذه الظاهرة المثيرة للاهتمام التي تم اكتشافها بالقرب من موطننا.
وقال جيمس أودونوغو، عالم الكواكب في وكالة استكشاف الفضاء اليابانية الذي سيقود الجهود الجديدة لتحديد المدة التي ستستمر فيها حلقات زحل، في بيان نُشر يوم الإثنين 17 أبريل: "ما زلنا نحاول معرفة مدى سرعة تآكلها بالضبط. حاليا، تشير الأبحاث إلى أن الحلقات ستكون جزءا فقط من زحل لبضع مئات الملايين من السنين الأخرى".
ولتقدير عمر الحلقات الأيقونية لزحل بشكل أفضل، سيكون تلسكوب جيمس ويب ومرصد كيك في هاواي جزءا من حملة مراقبة طويلة المدى لدراسة الكوكب.
وستساعد التلسكوبات في رصد كيفية تذبذب ظاهرة "أمطار الحلقات" خلال موسم كامل واحد على العملاق الغازي، والذي يدوم نحو سبع سنوات أرضية بفضل مداره بعيدا عن الشمس.
ويتوقع علماء الفلك الحصول على بيانات مثيرة للاهتمام من الحملة، حيث أظهرت الأبحاث السابقة أن كميات هائلة من المواد الحلقية تتساقط باستمرار على زحل. على سبيل المثال، كشفت البيانات المرسلة من مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا والتي حلقت مباشرة عبر الفجوة بين زحل وحلقاته 22 مرة أثناء غوصها في الكوكب في عام 2017، أن ما بين 400 كغ و2800 كغ من الأمطار الجليدية تتدفق على الكوكب كل ثانية وتسخن غلافه الجوي العلوي. وبهذا المعدل، قد تختفي الحلقات في نحو 300 مليون سنة.
وعلى الرغم من أن هذا قد يبدو بعيدا، إلا أن الطوفان سيقود زحل إلى "موت سريع نسبيا" في النطاقات الزمنية الكونية. لكن المعدل الذي تمطر به المادة الحلقية على الكوكب ما يزال غير مؤكد إلى حد كبير، حيث يقول علماء الفلك إن الحلقات يمكن أن تختفي بسرعة تصل إلى 100 مليون سنة، أو قد تظل معلقة لمدة 1.1 مليار سنة.
وقال أودونوغو لموقع ProfoundSpace.org يوم الأربعاء 26 أبريل: "في الوقت الحالي لدينا تقدير واحد فقط واسع للغاية. نريد تقديم المزيد من الملاحظات التي تضيق نطاق هذا التدفق".
ووفقا للبحث الحالي، تزعج الصخور الفضائية وإشعاع الشمس جزيئات الحلقة قليلا وتعطيها شحنة كهربائية بحيث ترتبط بخطوط المجال المغناطيسي للعملاق الغازي.
ثم تسحب جاذبية زحل الجسيمات الجليدية إلى الداخل، والتي يتم توجيهها بواسطة المجالات المغناطيسية لتتدفق إلى الغلاف الجوي العلوي للكوكب، ولكن ليس دائما بنفس الوتيرة.
وعندما يدور زحل حول الشمس في مداره البالغ 29.5 سنة، فإنه يتحول نحو الشمس وبعيدا عنها، وحلقاته تفعل الشيء نفسه.
ويقول علماء الفلك إن هذا الميل يحدد مدى تأثير إشعاع الشمس على الطبقات الداخلية لنظام الحلقة، حيث يتم تشغيل الكثير من الأمطار الجليدية، وقد يلعب أيضا دورا في تحديد كمية المواد التي تسقط على زحل.
وأضاف أودونوغو: "نشك في أنه عندما تكون الحلقات على حافة الشمس، فإن أمطار حلقات زحل ستتباطأ. وعندما تميل لمواجهة الشمس، سيزداد تدفق المطر الحلقي".
وبينما سيساعد البحث الجديد في التنبؤ بمصير الحلقات، يواصل علماء الفلك الذين يدرسون زحل النقاش المستمر منذ عقود حول كيف ومتى ولدت حلقات الكوكب في المقام الأول. وأظهرت نماذج مختلفة أن الحلقات كانت عبارة عن هيكل دائم حول زحل منذ 4.5 مليار سنة - عندما كان النظام الشمسي نفسه يتشكل، لكن البيانات من المركبة الفضائية كاسيني رسمت وجدت حلقات أكثر شبابا.
ونشأ هذا التناقض لأن الحلقات الأقدم غالبا ما تكون أغمق، لكن كاسيني التقطت حلقات ساطعة، ما يشير إلى شبابها.
وفي عام 2019، اقترح علماء الفلك الذين أعادوا النظر في البيانات أن أمطار حلقات زحل الغزيرة قد تكون مسؤولة عن ظهور الحلقات في سن صغيرة، والعودة إلى الفكرة الأصلية القائلة بأن الحلقات قديمة قدم النظام الشمسي.
المصدر: سبيس
