10 سبتمبر 2008
اكتشاف قوس من الجسيمات حول كوكب زحل، العملاق ذي الحلقات البديعة
صورة من: NASA/JPL/Space Science Institute
اكتشفت السفينة الفضائية الأمريكية "كاسيني"، التي تدرس كوكب زحل من مدار حوله، وتعد من أهم وأكبر المشروعات العلمية في التاريخ، وجود قوس من جسيمات دقيقة حول كوكب زحل العملاق، الذي يتميز بحلقات جليدية رائعة، تدور حوله.
وقد بينت الدراسات التي أجريت على صور "كاسيني" أن القوس يرتبط بأحد أقمار زحل الصغيرة، ويسمى "أثني" (الاسم مستمد من الأساطير الإغريقية). كذلك أكدت أرصاد "كاسيني" وجود قوس آخر يمتد في مدار قمر صغير آخر، هو "ميثوني" (اسمه أيضًا مأخوذ من الأساطير الإغريقية). ويعد هذا الاكتشاف دليلاً جديدًا على أن أغلب أقمار زحل الصغيرة يوجد في مداراتها حلقات رقيقة أو أقواس، أي حلقات غير مكتملة.
والصور الحديثة لكاسيني تبين القوسين المتعلقين بالقمرين "أنثي" و"ميثوني"، اللذين تبلغ أقطارهما 2 كم و 4 كم فقط على الترتيب. وهذه الاكتشافات المثيرة تدل على أن جاذبية الأقمار القريبة من الحلقات قد تؤثر على الحلقات، التي تتكون من صخور وجسيمات صلبة صغيرة، بشكل يؤدي إلى تكون حلقات أخرى صغيرة، أو أقواس.
وكل من "أنثي" و"ميثوني" يدور حول زحل في مناطق تتصف بخاصية ديناميكية هامة تعرف باسم الرنين، حيث تؤثر جاذبية القمر "ميماس"، وهو قمر كبير نسبيًّا، يبلغ قطره حوالي 400 كم، على مداري القمرين الصغيران بصفة دورية. وتؤدي ظاهرة الرنين أيضًا إلى وجود تكوينات غريبة في حلقات زحل.
أقواس من الجسيمات تمتد حول زحل
تشير الأسهم في الصورة إلى الأقواس المكتشفة حول زحل.
صورة من: NASA/JPL/Space Science Institute
يؤثر القمر "ميماس" بجاذبيته دوريًّا على كل من "أنثي" و"ميثوني"، وهذا يجعل القمرين ينحرفان إلى الأمام وإلى الخلف، في مسارات منحنية، خلال مداريهما، وفقًا لتفسير الباحث "نيك كوبر"، وهو أحد العلماء بمشروع "كاسيني".
تحدث ظاهرة الرنين في نظام زحل عندما يتبادل قمران تأثير قوة الجاذبية دوريًّا، وعادةً يكون ذلك نتيجة لأن أزمنة دورانهما حول كوكبهما متناسبة، وأوضح مثال على ظاهرة الرنين هو أن كوكب نبتون يدور حول الشمس ثلاث مرات في نفس الفترة التي يتم فيها الكوكب القزم بلوتو دورتين حول الشمس، أي أن نسبة الرنين هنا 2:3.
ويعتقد العلماء أن القوسين الخافتين الممتدين من كل من "أنثي" و"ميثوني" يتكونان من مادة تطايرت من هذين القمرين، بفعل اصطدام نيازك صغيرة بسطحيهما، تعرف باسم النيازك الدقيقة، أو النيازك الميكروسكوبية. وهذه المادة لا تمتد حول زحل تمامًا لتكون حلقة كاملة، بسبب تأثير جاذبية القمر "ميماس"، التي تحد من انتشار الجسيمات في مداري القمرين.
وهذا أول اكتشاف لقوس بالقرب من "أنثي". والقوس الذي يتعلق بالقمر "ميثوني" قد تم الكشف عنه سابقًا بواسطة أحد الأجهزة التي تدرس المجال المغناطيسي لزحل، على متن "كاسيني"، كما أن الصور الجديدة تؤكد هذا الاكتشاف.
كما أظهرت صور سابقة أرسلتها "كاسيني" حلقات باهتة حول زحل، تتصل بأقمار صغيرة، تتواجد مداراتها إما بالقرب من، أو في الأطراف الخارجية لحلقات زحل الكبيرة، ومن هذه الأقمار "بان"، و"جانوس"، و"بروميثيوس"، و"باليني"، كما رصدت "كاسيني" أيضًا قوس في داخل الحلقة G، وهي حلقة كبيرة خافتة حول زحل (ملحوظة: تسمى حلقات زحل بحروف أبجدية إنجليزية، تبعًا لتاريخ اكتشافها).
ويرى الباحث "ماثيو هيدمان"، من فريق التصوير بمشروع "كاسيني"، أن هذه الميكانيكية مسئولة عن تكون القوس في الحلقة G، وهي ترتبط بتأثير جاذبية "ميماس".
وبمزيد من الدراسة، اتضح أنه بينما تحد جاذبية "ميماس" من انتشار الجسيمات حول زحل في حالة الأقواس المرتبطة بالحلقة G والقمرين "أنثي" و "ميثوني"، فإن الجسيمات التي تدور في مدارات الأقمار "جانوس" و"باليني"، و"إبيميثيس" ليست خاضعة لتأثيرات رنين قوية، لذا فهي تلتف حول زحل، مكونةً حلقات كاملة، لا أقواس. ومن الجدير بالذكر أنه هناك حالات أخرى هامة لتأثير جاذبية الأقمار على حلقات زحل، وعلى بعضها البعض.
لمزيد من الاطلاع، يرجى زيارة الموقعين التاليين على شبكة الإنترنت:-
Cassini-Huygens Mission to Saturn
http://saturn.jpl.nasa.gov/home/index.cfm
JPL Press Release
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2008-172