الفلك

هل ستصبح حلقات زحل قمرًا؟

هل ستصبح حلقات زحل قمرًا؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تتكون الكواكب من أقراص من المادة تدور حول نجم ؛ تتكون بعض الأقمار من أقراص المادة التي تدور حول الكواكب. إذا كان هذا سيحدث حول زحل ، فكم من الوقت سيستغرق تقريبًا؟


الجواب على السؤال الرئيسي هو: لا. معظم حلقات زحل أقل من حد روش بحوالي 2.5 نصف قطر زحل. ومن ثم فإن قوى المد والجزر ستمنع هذا الجزء من الحلقات من تكوين قمر (كبير).

في الواقع ، قد يكون سبب جزء من الحلقات هو فقدان بعض المواد من بعض أقمار زحل ، كما هو مشتبه به من ملاحظات إنسيلادوس.

تراكم الأرض لا يزال مستمرا. لذلك يمكن تبرير أي عدد يتراوح بين ملايين السنين ومليارات السنين من وقت التراكم لكوكب ما. يجب أن تتراكم نصف كتلة الأرض في غضون 10 ملايين سنة ، انظر هذه الورقة.


ذلك لن يحدث.

الأقمار الموجودة لديها مدارات تتجنب أن تصبح شظايا المادة أكبر ، عن طريق فرض قوى المد والجزر فيها.


الإجابة الرئيسية الحالية صحيحة بالقول إن تشكل القمر داخل حدود روش أمر غير محتمل.

ومع ذلك ، فإن القرص يتطور بسبب اللزوجة بين الجزيئات ، ونتيجة لذلك "ينتشر" ، بحيث تكون هذه المادة قادرة على الانتقال إلى خارج حدود روش.

في الواقع ، هذا هو التفسير المحتمل الرائد لتشكيل الأقمار الداخلية لزحل - أن نظام الحلقة الأكثر ضخامة في البداية خضع لتطور وانتشار لزج ، وأن هذه المادة المنتشرة خارج حدود روش كانت قادرة على التكثف في الأقمار الداخلية. انظر على سبيل المثال http://arxiv.org/abs/1109.3360

ما إذا كان يمكن لمثل هذه العملية أن تستمر هو أمر مشكوك فيه. تُظهر نماذج تطور القرص اللزج أن التطور الأولي سريع جدًا وأن التطور اللاحق أبطأ كثيرًا ، لذا فإن معدل نقل الكتلة إلى خارج حدود روش صغير جدًا الآن. ربما يكون الأمر بطيئًا جدًا في تكوين أي شيء جديد وأن أي كتلة ستتراكم فقط على أقمار ساتورنيان الموجودة.


هل تدور حول قمر زحل؟

بقلم: ج. كيلي بيتي 7 مارس 2008 3

احصل على مقالات مثل هذه المرسلة إلى صندوق الوارد الخاص بك

مقال رائع في عدد 7 مارس من علم تصف المجلة كيف ، عندما قطعت المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا مسافة 300 ميل من قمر زحل ريا في نوفمبر 2005 ، اكتشفت عدة أدوات ما يبدو أنه قرص غبار ضعيف حوله يحتوي على ثلاث حلقات رقيقة ومتفرقة.

يُظهر مفهوم الفنان & # 039 s حلقة الحطام (مبالغ فيها من أجل الوضوح) التي قد تدور حول زحل ثاني أكبر قمر ، ريا.

إذا فهمت الورقة بشكل صحيح ، فهذا يشير إلى أن كثافة "الحلقة" تساوي جسيمًا واحدًا لكل 10 كيلومترات مربعة من الحجم في الجزء الأكثر كثافة! لا تعتقد أن كاسيني بحاجة للخوف ريا. : س)

يجب أن تكون مسجلا للدخول لتكتب تعليق.

حسن الكتابة يا رجل. فقط خطك الزمني ليس ملكي. لماذا تشرك تلك "الملايين من السنين" في القصة؟
أنا سعيد لأنك تقول إن الفريق يعتقد أن الحلقات "كان من الممكن أن تكون موجودة بشكل ثابت حول ريا لعدة ملايين من السنين". وبالتالي فإن عدم تقديم نظرية الملايين من السنين (لأنها نظرية) مثل الحقيقة.

لماذا اقول هذا؟ أعتقد أنه إذا نظرت إلى هذه الحلقات الغريبة على أنها "تم إنشاؤها" بدلاً من "تشكلت في x مليون سنة" ، فستخرج منها بعض الأشياء المثيرة للاهتمام حقًا.

بالنسبة للباقي ، أنا أحب مقالاتك. حقا جيد!

يجب أن تكون مسجلا للدخول لتكتب تعليق.

آه ، مارك ، إذا لم تشتري فكرة أن عمر الكون لا يقل عن ملايين (ناهيك عن المليارات) من السنين ، فكيف تفسر حقيقة أنه يستغرق الضوء ، حيث يسافر 186000 ميل في الثانية ، أي حوالي مليوني سنة تصل إلينا من مجرة ​​أندروميدا؟ هل تقول أن الفوتونات يجب أن تكون قد خلقت في منتصف الفضاء ، على بعد 6000 سنة ضوئية من الأرض؟ بالطبع ، هذا يعني أيضًا أن الفوتونات التي يبدو أنها قادمة إلينا من بقية الكون يجب أن تكون قد تم إنشاؤها في مجال نصف قطر شاسع يبلغ طوله 6000 سنة ضوئية في نفس الوقت ، وجميعهم يسافرون بسرعة. من الضوء باتجاه مركز الكرة. هل يمكنك الاستشهاد بعملية فيزيائية من شأنها أن تسبب ذلك؟


هل ستشكل حلقات Saturn & # x27s قمرًا / أقمارًا في النهاية؟

نظرًا لأن المادة منتشرة حول الجسم ، بطريقة مشابهة للمادة المحيطة بالشمس في المراحل الأولى من النظام الشمسي ، فهل سيستمر هذا الأمر أيضًا لتشكيل أجسام تدور حول زحل؟

لا ، لأنهم قريبون جدًا من زحل.

إنها قريبة جدًا من زحل لدرجة أن قوة المد والجزر من زحل أكبر من التجاذب بين صخرتي الحلقة. هذا هو ما نسميه حد روش. وفي الواقع ، يمكن أن يكون تفسيرًا لتشكيلهم: اقترب القمر كثيرًا من زحل وتمزق بفعل قوة المد والجزر ، ونشر مادته التي انتظمت بعد ذلك في حلقات.

سأضيف بعض المصدر لهذا

أفضل نظرية لدينا الآن فيما يتعلق بتشكيل حلقات Saturn & # x27s تأتي من Robin Canup. إذا كنت & # x27d ترغب في قراءة الورقة كاملة ، فسيرسل لك PM me و i & # x27ll ملف pdf. إنها واحدة من أفضل ما قرأته في السنوات القليلة الماضية.

كما أن سبب اندماج الحلقات & # x27t في أقمار هو أنها تقع ضمن حدود روش لكوكب زحل. لهذا السبب ، يمكن للأجسام المرتبطة بالجاذبية & # x27t أن تتماسك معًا ، لذلك سيتم تحديد حجم الجسيمات بواسطة قوى أخرى (الترابط الكيميائي ، بشكل أساسي). هذا يؤدي إلى أشياء أصغر بكثير من حجم القمر.

أيضًا السبب في أن هذه الجسيمات تدور حول زحل في حلقة بدلاً من شكل آخر (مثل برج الثور أو كرة) هو أن هذه هي حالة الطاقة الدنيا التي يمكن أن تكون فيها الجسيمات مع الحفاظ على الزخم الزاوي.


قد يفقد زحل حلقاته في وقت أقرب بكثير مما كان متوقعًا

انطباع فنان يوضح كيف يمكن أن تظهر حلقات Saturn & # 8217s خلال 100 مليون سنة أو نحو ذلك ، بناءً على كمية مادة الحلقة التي تمطر في الغلاف الجوي للكوكب. الصورة: NASA / Cassini / James O & # 8217Donoghue

إليك & # 8217 الأخبار السارة: قد تستمر حلقات زحل الرائعة لمدة تصل إلى 300 مليون سنة أخرى. الأخبار السيئة؟ ربما ذهبوا في وقت أقرب بكثير من ذلك.

يؤكد بحث جديد أن زحل يفقد مادة الحلقة بشكل ثابت & # 8220rain & # 8221 يسقط في الغلاف الجوي العلوي للكوكب ، تحت تأثير المجال المغناطيسي وجاذبية زحل ، بأقصى معدل مقدّر من Voyager flybys منذ عقود.

قال جيمس أودونو ، الباحث في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت: "نقدر أن هذا المطر الدائري يستنزف كمية من المنتجات المائية التي يمكن أن تملأ حوض سباحة بحجم أوليمبي من حلقات زحل في نصف ساعة". ماريلاند. "من هذا وحده ، سيختفي نظام الحلقة بالكامل خلال 300 مليون سنة. & # 8221

ولكن إذا كانت البيانات التي جمعتها مركبة كاسيني الفضائية ناسا و # 8217s صحيحة ، فإن الحلقات لديها أقل من 100 مليون سنة لتعيشها ، & # 8221 O & # 8217Donoghue & # 8220 ، هذا قصير نسبيًا ، مقارنة بعمر زحل الذي يزيد عن 4 مليارات سنة. "

يشير البحث الجديد إلى أن الحلقات من غير المرجح أن تكون أقدم من 100 مليون سنة أو نحو ذلك ، وعلى هذا النحو ، & # 8220 نحن محظوظون لوجودنا لرؤية نظام حلقات زحل ، الذي يبدو أنه في منتصف عمره ، & # 8221 O & # 8217 قال دونوغو. & # 8220 ومع ذلك ، إذا كانت الحلقات مؤقتة ، فربما فاتنا رؤية أنظمة حلقات عملاقة لكوكب المشتري وأورانوس ونبتون ، والتي لا تحتوي إلا على حلقات رفيعة اليوم! & # 8221

تتكون حلقات Saturn & # 8217s في الغالب من قطع من الجليد المائي صغيرة مثل الحبيبات المجهرية إلى الصخور التي يبلغ قطرها عدة أمتار. تعمل سرعتها المدارية على منع جاذبية زحل من سحبها. لكن الجسيمات الأصغر يمكن أن تصبح مشحونة كهربائيًا بواسطة الضوء فوق البنفسجي أو من البلازما الناتجة عن الاصطدامات مع النيازك الدقيقة. عندما يحدث ذلك ، يمكن سحب الجسيمات إلى الغلاف الجوي للكوكب على طول خطوط المجال المغناطيسي.

بعد التبخير ، يمكن لجزيئات الماء أن تتفاعل كيميائيًا مع الأيونوسفير زحل ، مما يزيد من عمر أيونات H3 + المشحونة كهربائيًا ، والمكونة من ثلاثة بروتونات وإلكترونين. يمكن أن يتسبب ضوء الشمس في توهج هذه الجسيمات في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، والذي لاحظه فريق O’Donoghue باستخدام أدوات في W.M. مرصد كيك في هاواي.

عند تحليل هذا الضوء ، وجد الفريق أن كمية المطر تتطابق مع القيم العالية المشتقة منذ أكثر من ثلاثة عقود. وجد الباحثون أيضًا شريطًا متوهجًا عند خطوط عرض أعلى في نصف الكرة الجنوبي حيث يتقاطع المجال المغناطيسي لزحل & # 8217s مع مدار القمر إنسيلادوس ، الذي ينفث جليدًا مائيًا إلى الفضاء من السخانات التي تغذيها المحيط تحت السطحي.

قال جاك كونيرني ، الذي اقترح في عام 1986 ، أن جسيمات الحلقة المشحونة كهربائيًا كانت تتدفق عبر خطوط المجال المغناطيسي إلى الغلاف الجوي لزحل: "لم تكن هذه مفاجأة كاملة". & # 8220 حددنا إنسيلادوس والحلقة الإلكترونية كمصدر غزير للمياه أيضًا ، استنادًا إلى شريط مظلم ضيق آخر في صورة فوييجر القديمة تلك. "

يريد فريق O & # 8217Donoghue & # 8217s معرفة كيفية تغير المطر الدائري مع تحرك زحل خلال مواسم مختلفة خلال فترة تواجده للشمس لمدة 29.4 عامًا. ستساعد هذه الملاحظات الباحثين في تحديد المصير النهائي للحلقات.


سوف تكون حلقات زحل موجودة لمجرد لمحة في الوقت المناسب

توجد الإنسانية في وقت خاص جدًا في تاريخ نظامنا الشمسي - عصر حلقات زحل.

في المائة مليون سنة القادمة ، ستختفي حلقات زحل تمامًا ، وكما كشفت دراسة علمية جديدة ، أدرك علماء الكواكب أنها اكتسبت حلقاتها مؤخرًا فقط.

خلال الأشهر الأخيرة من مهمة كاسيني في زحل ، نفذت مركبة الفضاء التابعة لناسا سلسلة من المدارات الجريئة عبر الفضاء بين قمم السحابة على الكوكب والحافة الداخلية لحلقاته. أشار ما يسمى & quotGrand Finale & quot إلى أن نهاية المسبار كانت قريبة من المسبار ، وفي 15 سبتمبر 2017 ، احترق في الغلاف الجوي لعملاق الغاز ، مما أدى إلى انتهاء 13 عامًا من العلم المذهل في مدار زحل.

كانت المركبة الفضائية منخفضة الوقود ، ولتجنب الاصطدام العرضي بأحد أقمار زحل التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن ، مثل إنسيلادوس أو تيتان ، قررت ناسا منذ فترة طويلة أن أفضل طريقة للتخلص من المهمة هي حرقها في الغلاف الجوي العلوي لكوكب زحل . أرادت الوكالة تجنب التلوث الأرضي في هذه البيئات الغريبة البكر.

حلقة المطر

قبل موتها الناري ، أخذت كاسيني قياسات غير مسبوقة لمنطقة فجوة الحلقة الغامضة للكشف عن بعض ديناميكيات الحلقة المفاجئة. على الرغم من أن علماء البعثة توقعوا اكتشاف بعض الغازات الأولية الضعيفة في هذه المنطقة & quot؛ فاصلة & quot؛ وجدت أجهزة الجسيمات الخاصة بكاسيني مجموعة متنوعة من العناصر والجزيئات والاقتباس من الحلقات وصولاً إلى الغلاف الجوي للكوكب. ويقدرون أن حوالي 10 أطنان (9072 كيلوجرامًا) من المواد تتساقط على زحل من الحلقات في الثانية، كما كتبت ميغان بارتلز لموقع ProfoundSpace.org.

هذا يعني أن حلقات زحل ستختفي في النهاية ، كما خلصت دراسة أجريت في أواخر عام 2018.

& quot [T] الخواتم لديها أقل من 100 مليون سنة لتعيشها. هذا قصير نسبيًا ، مقارنة بعمر زحل الذي يزيد عن 4 مليارات سنة ، كما قال جيمس أودونوغو ، من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، في بيان صدر في ديسمبر.

الآن ، في دراسة علمية نُشرت اليوم (17 يناير) ، استخدم الباحثون غطسات كاسيني الحلقية لتقدير متى اكتسب زحل حلقاته الشهيرة.

عندما انزلقت كاسيني عبر الطائرة الحلقية لزحل ، سمح مديرو المهمة للكوكب وحلقاته وأقماره بالسحب الجاذبي للمركبة الفضائية المسرعة. نتج عن القاطرات الخفيفة للغاية تغييرات طفيفة في مسار المسبار ، والتي يمكن قياسها بدقة. سمحت هذه التغييرات للعلماء ، لأول مرة ، بإجراء قياس جيد جدًا لمقدار الكتلة المتحصنة في حلقات زحل.

بعد تحليل المجموعة النهائية من المدارات في سبتمبر 2017 ، لم يكن المدى الذي انحرف فيه مسار كاسيني منطقيًا في البداية. لم تتطابق مع تنبؤات النماذج النظرية. اتضح أن حركة كاسيني قد تغيرت بشكل إضافي من خلال التدفقات الهائلة للمواد داخل الغلاف الجوي السميك لزحل عند خط الاستواء بعمق حوالي 6000 ميل (9656 كيلومترًا). هذه التدفقات الهائلة تتحرك أبطأ بنحو 4٪ من الغيوم الجوية العلوية المرئية ، مسببة شذوذًا في الجاذبية لم يكن متوقعًا.

وقالت ليندا سبيلكر عالمة مشروع كاسيني من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في بيان إن اكتشاف طبقات تدور بعمق هو كشف مفاجئ عن البنية الداخلية للكوكب. السؤال هو ما الذي يجعل الجزء الذي يدور بسرعة أكبر من الغلاف الجوي عميقًا جدًا وما الذي يخبرنا به ذلك عن باطن زحل. & quot

حلقة الوحي

مع حل هذا اللغز ، كان العلماء أحرارًا في قياس تأثير الجاذبية لحلقات زحل. يقدر الباحثون الكتلة الكلية لحلقات زحل بحوالي 40٪ من كتلة قمر زحل ميماس. بالنظر إلى أن ميماس أصغر 2000 مرة من قمر الأرض ، فمن المؤكد أنه لا يوجد الكثير من المواد في حلقات زحل.

اعتمد العلماء سابقًا على موجات الكثافة ، أو التموجات ، عبر الحلقات الناتجة عن حركة 62 قمراً في مدار زحل لتقدير كتلة الحلقة. على الرغم من أن هذه التقديرات كانت منخفضة أيضًا ، فقد افترض علماء الفلك دائمًا وجود كتلة مخفية في كتل كبيرة من المواد لم تُرَ. وأضاف عالم الكواكب بوركهارد ميليتزر ، من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، في بيان: لقد كنا نشك دائمًا في وجود كتلة خفية لم نتمكن من رؤيتها في الأمواج.

الآن ، مع القياسات الدقيقة التي تم إجراؤها بواسطة المدارات النهائية لكاسيني ، نعلم أنه لا توجد كتلة مخفية. كلما كانت الكتلة أقل ، كانت الحلقات أصغر سنًا ، ولأنها تتكون في الغالب من الجليد ، إذا كانت أكبر سنًا ، فإن المادة الحلقية قد تلوثت بالحطام بين الكواكب ، مما يؤدي إلى إضعافها. حلقات زحل ، كما ندرك تمامًا ، ساطعة بشكل جميل. يقع تقدير العمر الجديد ضمن نطاق التقديرات السابقة لموجة الكثافة ، مما يسمح للباحثين بإجراء طعنة أكثر دقة في عمرهم الحقيقي.

كانت التقديرات السابقة لعمر الحلقة تتراوح من 4.5 مليار سنة (بقايا وقت تشكل زحل نفسه) إلى بضع عشرات الملايين من السنين. لكن مع هذا الاكتشاف الجديد في متناول اليد ، يبدو أن الحلقات صغيرة جدًا - لقد تشكلت قبل أقل من 100 مليون سنة ، ربما مؤخرًا قبل 10 ملايين سنة.

من أين أتوا؟ حسنًا ، من المحتمل أن جسمًا جليديًا من حزام كايبر ، أو مذنب ضال ، أصبح متشابكًا في مجال جاذبية زحل واستسلم للمد والجزر القوية للكوكب ، مما أدى إلى تمزيقها ، وفي النهاية طحن موادها لإنشاء الحلقات ذات النطاقات التي نعرفها ونحبها اليوم.

على الرغم من أن حلقات زحل ستختفي في غضون 100 مليون سنة ، فإن هذا لا يعني أن أيام كوكب زحل الحلقية قد ولت إلى الأبد. إذا تمكن زحل من إنشائها ، فليس هناك سبب وجيه لعدم تمكن كوكب المشتري أو نبتون أو أورانوس من تمزيق أجسامهم الجليدية لإنشاء عرض كوكب حلقي مشرق آخر في المستقبل البعيد.


كم عمر الخواتم؟

& # 8220 الهيكل الداخلي لكوكب زحل ، وعمق رياحه ، وكتلة وعمر حلقاته يقيدان تكوينه وتطوره. في المرحلة الأخيرة من مهمة كاسيني ، غاصت المركبة الفضائية بين الكوكب والحلقة الداخلية ، على ارتفاعات 2600-3900 كم فوق قمم السحابة. خلال ستة من هذه المعابر ، تم رصد ارتباط لاسلكي مع الأرض لتحديد مجال الجاذبية للكوكب وكتلة حلقاته. نجد أن جاذبية زحل تنحرف عن التوقعات النظرية وتتطلب دورانًا تفاضليًا للغلاف الجوي يمتد إلى عمق لا يقل عن 9000 كم. الكتلة الكلية للحلقات هي (1.54 ± 0.49) × 10 ^ 19 كجم (0.41 ± 0.13 مرة من كتلة القمر ميماس) ، مما يشير إلى أن الحلقات ربما تكونت منذ 10 ^ 7-10 ^ 8 سنوات.

قياسات جاذبية كاسيني

استخدم الباحثون مسبار كاسيني ، وهنا # 8217s ما كان عليهم قوله بكلماتهم الخاصة:

& # 8220 حددنا مجال جاذبية زحل من خلال إعادة بناء مسار كاسيني خلال الخاتمة الكبرى ، باستخدام وصلة ميكروويف متماسكة بين محطات تتبع الأرض والمركبة الفضائية. تم الحصول على قياسات معدل المدى من تحول دوبلر لإشارة حاملة مرسلة من الأرض عند 7.2 جيجاهرتز (النطاق X) وأعيد إرسالها مرة أخرى إلى الأرض بواسطة مرسل مستجيب على متن المركبة كاسيني عند 8.4 جيجاهرتز. كما تم تسجيل وصلة هابطة إضافية عند النطاق Ka (32.5 جيجا هرتز). & # 8221

نموذج ديناميكي

يعتمد تركيبنا المداري على النموذج الديناميكي الذي تم اعتماده واختباره سابقًا في تحديد حقول الجاذبية في تيتان وإنسيلادوس ، والذي تم تنفيذه في كود الملاحة لمختبر الدفع النفاث MONTE. تم تمديد النموذج ليشمل معلمة جاذبية زحل GM، معاملات التوافقية النطاقية جي 2جي 20، الحقل tesseral (المعتمد على خط الطول) من الدرجة 2 (لحساب دوران المحور غير الرئيسي المحتمل) ، وكتلة الحلقات.

تحديد الجاذبية

يمكن لنموذجنا الحتمي ، المستند إلى التوقعات الجيوفيزيائية لحقل الجاذبية لعملاق غازي مثل زحل ، أن يلائم بيانات دوبلر بشكل مناسب إذا تم تحليل كل قوس على حدة. ومع ذلك ، لا يمكن للنموذج نفسه أن يلائم جميع التمريرات في حل مدمج متعدد الأقواس والجاذبية والمداري. تكون التواقيع في بقايا معدل المدى كبيرة مثل 0.2 مم · ثانية على نطاقات زمنية من 20-60 دقيقة ، تقابل تسارع شعاعي بترتيب 10-7 م · ث · 2. هذه القيمة تقلل من قيمة التسارع الحقيقي غير النموذجي ، حيث يتم تسمية جزء كبير منها بأسماء مستعارة في تلك المرتبطة بالمعلمات المقدرة. يجب تعويض التسارع غير النموذجي الذي يعمل على كاسيني ، لتجنب التحيزات في تقديرات توافقيات الجاذبية وكتلة الحلقة.

نماذج زحل الداخلية مع دوران منتظم

على الرغم من أن قياسات الجاذبية توفر قيودًا على الجزء الداخلي من عمالقة الغاز ، إلا أن كل نموذج يستخدم بيانات الجاذبية يعاني حتمًا من عدم اليقين. اختبرنا ما إذا كانت النماذج الداخلية القائمة على الدوران المنتظم يمكنها تفسير توافقيات الجاذبية المقاسة. لقد طورنا مجموعة من النماذج الداخلية بناءً على الافتراض الشائع بأن السائل الموجود في باطن زحل يدور بشكل موحد مثل الجسم الصلب.

الطرق الناتجة هي طرق رياضية بحتة ، فزنا & # 8217t نراهم هنا. بدلاً من ذلك ، دعونا نلقي نظرة فقط على العناوين:* الدوران التفاضلي على الاسطوانات بطريقة CMS* الدوران التفاضلي مع تدفقات العمق المحدودة* كتلة وعمر حلقات زحل


الاعوجاج في حلقات زحل

في هذه الصورة من مسبار كاسيني التابع لناسا و # 8217s ، تظهر حلقات Saturn & # 8217s A و F ملتوية بشكل غريب حيث تتقاطع مع طرف الكوكب & # 8217s ، الذي يعمل غلافه الجوي هنا كعدسة كبيرة جدًا.

يمتص الغلاف الجوي لزحل في مناطقه العليا بعض الضوء المنعكس بواسطة الحلقات أثناء مروره. لكن الامتصاص ليس الشيء الوحيد الذي يحدث لذلك الضوء. أثناء مرورها من الفضاء إلى الغلاف الجوي والعودة إلى الفضاء باتجاه كاميرات Cassini & # 8217s ، يكون مسارها منكسرًا أو منحنيًا. والنتيجة أن صورة الحلقة # 8217 تبدو مشوهة.

يتجه هذا المنظر نحو الجانب المضاء بنور الشمس من الحلقات من حوالي 18 درجة فوق مستوى الحلقة. تم التقاط الصورة في الضوء المرئي بكاميرا ضيقة الزاوية للمركبة الفضائية كاسيني في 9 يونيو 2016.

تم الحصول على المنظر على مسافة حوالي 1.8 مليون كيلومتر (1.1 مليون ميل) من الحلقات وعلى مركبة فضائية من حلقات الشمس ، أو طور ، بزاوية 112 درجة. مقياس الصورة 11 كيلومترًا (7 أميال) لكل بكسل.

زحل: استكشاف الكوكب الحلق

اكتشف المزيد عن زحل وأقماره في هذا الإصدار الخاص المكون من 196 صفحة من علم الفلك الآن. اطلب من متجرنا على الإنترنت.


كشفت أبحاث ناسا أن زحل يفقد حلقاته عند & quot أسوأ سيناريو & quot؛ معدل

يؤكد بحث جديد لوكالة ناسا أن زحل يفقد حلقاته المميزة بأقصى معدل مقدّر من ملاحظات فوييجر 1 و 2 التي تمت منذ عقود. يتم سحب الحلقات إلى زحل عن طريق الجاذبية كمطر مغبر من جزيئات الجليد تحت تأثير المجال المغناطيسي لزحل و rsquos.

& ldquo نقدر أن هذا & lsquoring rain & rsquo يستنزف كمية من المنتجات المائية التي يمكن أن تملأ حوض سباحة بحجم أولمبي من حلقات Saturn & rsquos في نصف ساعة ، & rdquo قال James O & rsquoDonoghue من NASA & rsquos Goddard Space Flight Center في جرينبيلت ، ماريلاند. & ldquo من هذا وحده ، سيختفي نظام الحلقة بالكامل خلال 300 مليون سنة ، ولكن أضف إلى ذلك المواد الحلقية المقاسة للمركبة الفضائية كاسيني والتي تم اكتشاف سقوطها في خط استواء زحل ورسكووس ، والحلقات لديها أقل من 100 مليون سنة لتعيش. هذا قصير نسبيًا ، مقارنة بعمر Saturn & rsquos الذي يزيد عن 4 مليارات سنة. & rdquo O & rsquoDonoghue هو المؤلف الرئيسي لدراسة عن مطر حلقة Saturn & rsquos التي ظهرت في Icarus في 17 ديسمبر.

لطالما تساءل العلماء عما إذا كان زحل قد تشكل مع الحلقات أم أن الكوكب قد اكتسبها في وقت لاحق من الحياة. يفضل البحث الجديد السيناريو الأخير ، مشيرًا إلى أنه من غير المرجح أن يتجاوز عمرها 100 مليون سنة ، حيث سيستغرق الأمر كل هذا الوقت حتى تصبح الحلقة C على ما هي عليه اليوم بافتراض أنها كانت ذات مرة كثيفة مثل الحلقة B. & ldquo نحن محظوظون لوجودنا هنا لرؤية نظام حلقات Saturn & rsquos ، والذي يبدو أنه في منتصف عمره. ومع ذلك ، إذا كانت الحلقات مؤقتة ، فربما فاتنا رؤية أنظمة حلقات عملاقة لكوكب المشتري وأورانوس ونبتون ، والتي تحتوي على حلقات رقيقة فقط اليوم! & rdquo O & rsquoDonoghue مضافة.

تم اقتراح نظريات مختلفة لأصل الحلبة و rsquos. إذا حصل عليها الكوكب في وقت لاحق من الحياة ، فقد تكونت الحلقات عندما اصطدمت أقمار صغيرة جليدية في مدار حول زحل ، ربما لأن مداراتها كانت مضطربة بسبب سحب الجاذبية من كويكب أو مذنب عابر.

جاءت الإشارات الأولى إلى وجود أمطار الحلقة من ملاحظات فوييجر لظواهر تبدو غير ذات صلة: اختلافات غريبة في الغلاف الجوي العلوي المشحون كهربائيًا لزحل ورسكووس (الأيونوسفير) ، وتغيرات الكثافة في حلقات زحل ورسكووس ، وثلاثة نطاقات مظلمة ضيقة تحيط بالكوكب في خطوط العرض الوسطى الشمالية. ظهرت هذه الأشرطة المظلمة في صور الغلاف الجوي العلوي الضبابي لزحل ورسكووس (الستراتوسفير) من صنع مهمة NASA و rsquos Voyager 2 في عام 1981.

في عام 1986 ، نشر جاك كونيرني من وكالة ناسا جودارد ورقة بحثية في رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية التي ربطت تلك العصابات المظلمة الضيقة بشكل مجال مغناطيسي هائل لزحل ورسكووس ، مقترحًا أن جزيئات الجليد المشحونة كهربائيًا من حلقات زحل ورسكووس كانت تتدفق عبر خطوط المجال المغناطيسي غير المرئية ، مما يؤدي إلى إغراق المياه في الغلاف الجوي العلوي لزحل ورسكووس حيث ظهرت هذه الخطوط من الكوكب. أدى تدفق المياه من الحلقات ، الذي يظهر عند خطوط عرض محددة ، إلى إزالة ضباب الستراتوسفير ، مما جعله يبدو مظلمًا في الضوء المنعكس ، مما أدى إلى إنتاج النطاقات الداكنة الضيقة التي تم التقاطها في صور فوييجر.

حلقات زحل ورسكووس هي في الغالب عبارة عن قطع من الجليد المائي يتراوح حجمها من حبيبات الغبار المجهرية إلى الصخور التي يبلغ عرضها عدة ياردات (أمتار). يتم اكتشاف جزيئات الحلقة في عملية موازنة بين قوة جاذبية زحل و rsquos ، والتي تريد سحبها مرة أخرى إلى الكوكب ، وسرعتها المدارية ، التي تريد دفعها إلى الخارج في الفضاء. يمكن أن يتم شحن الجسيمات الصغيرة كهربائيًا عن طريق الأشعة فوق البنفسجية من الشمس أو بواسطة سحب البلازما المنبثقة من قصف النيازك الدقيقة للحلقات. عندما يحدث هذا ، يمكن للجسيمات أن تشعر بسحب المجال المغناطيسي لـ Saturn & rsquos ، والذي ينحني إلى الداخل باتجاه الكوكب عند حلقات Saturn & rsquos. في بعض أجزاء الحلقات ، بمجرد شحنها ، يتغير توازن القوى على هذه الجسيمات الصغيرة بشكل كبير ، وتجذبها جاذبية Saturn & rsquos على طول خطوط المجال المغناطيسي إلى الغلاف الجوي العلوي.

بمجرد الوصول إلى هناك ، تتبخر جزيئات الحلقة الجليدية ويمكن أن يتفاعل الماء كيميائيًا مع طبقة Saturn & rsquos الأيونوسفيرية. تتمثل إحدى نتائج هذه التفاعلات في زيادة عمر الجسيمات المشحونة كهربائيًا المسماة H3 + أيونات ، والتي تتكون من ثلاثة بروتونات وإلكترونين. عندما يتم تنشيطها بواسطة ضوء الشمس ، تتوهج أيونات H3 + في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، والذي لاحظه فريق O & rsquoDonoghue & rsquos باستخدام أدوات خاصة متصلة بتلسكوب Keck في Mauna Kea ، هاواي.

كشفت ملاحظاتهم عن نطاقات متوهجة في نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي لزحل ورسكووس حيث تدخل خطوط المجال المغناطيسي التي تتقاطع مع المستوى الدائري إلى الكوكب. قاموا بتحليل الضوء لتحديد كمية المطر من الحلقة وتأثيراتها على زحل و rsquos الأيونوسفير. ووجدوا أن كمية المطر تتطابق بشكل ملحوظ مع القيم العالية المذهلة التي اشتقها كونيرني وزملاؤه قبل أكثر من ثلاثة عقود ، مع وجود منطقة واحدة في الجنوب تتلقى معظمها.

اكتشف الفريق أيضًا شريطًا متوهجًا على خط عرض أعلى في نصف الكرة الجنوبي. هذا هو المكان الذي يتقاطع فيه المجال المغناطيسي لـ Saturn & rsquos مع مدار Enceladus ، وهو قمر نشط جيولوجيًا يطلق السخانات من جليد الماء في الفضاء ، مما يشير إلى أن بعض هذه الجسيمات تمطر على زحل أيضًا. وقال كونيرني إن ذلك لم يكن مفاجأة كاملة. & ldquo حددنا إنسيلادوس والحلقة الإلكترونية كمصدر غزير للمياه أيضًا ، استنادًا إلى شريط مظلم آخر ضيق في صورة فوييجر القديمة. & rdquo يُعتقد أن السخانات ، التي رصدتها أدوات كاسيني لأول مرة في عام 2005 ، قادمة من محيط من المحيط. الماء السائل تحت السطح المتجمد للقمر الصغير. يجعل نشاطه الجيولوجي ومحيطه المائي إنسيلادوس أحد أكثر الأماكن الواعدة للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض.

يود الفريق أن يرى كيف يتغير المطر الدائري مع مواسم زحل. مع تقدم الكوكب في مداره البالغ 29.4 سنة ، تتعرض الحلقات للشمس بدرجات متفاوتة. نظرًا لأن الضوء فوق البنفسجي القادم من الشمس يشحن حبيبات الجليد ويجعلها تستجيب للمجال المغناطيسي لـ Saturn & rsquos ، فإن التعرض المتغير لأشعة الشمس يجب أن يغير كمية المطر الدائري.


قد تكشف صور ناسا كاسيني ولادة قمر زحل

قامت مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا بتوثيق تشكيل جسم جليدي صغير داخل حلقات زحل قد يكون قمرًا جديدًا وقد يوفر أيضًا أدلة أخرى.

قامت مركبة الفضاء كاسيني التابعة لناسا بتوثيق تشكيل جسم جليدي صغير داخل حلقات زحل قد يكون قمرًا جديدًا ، وقد يوفر أيضًا أدلة على تكوين أقمار الكوكب المعروفة.

تُظهر الصور التي تم التقاطها بكاميرا كاسيني ذات الزاوية الضيقة في 15 أبريل 2013 اضطرابات عند حافة الحلقة A لزحل - وهي أبعد حلقة من حلقات الكوكب الكبيرة والمشرقة. أحد هذه الاضطرابات هو قوس أكثر سطوعًا بحوالي 20 في المائة من محيطه ، وطوله 750 ميلاً (1200 كيلومتر) وعرضه 6 أميال (10 كيلومترات). وجد العلماء أيضًا نتوءات غير عادية في المظهر الجانبي الأملس عادةً على حافة الحلقة. يعتقد العلماء أن القوس والنتوءات ناتجة عن تأثيرات الجاذبية لجسم قريب. تم نشر تفاصيل الملاحظات على الإنترنت اليوم (14 أبريل 2014) من قبل مجلة إيكاروس.

لا يُتوقع أن ينمو الجسم بشكل أكبر ، بل وربما ينهار. لكن عملية تكوينه وحركته إلى الخارج تساعد في فهمنا لكيفية تشكيل أقمار زحل الجليدية ، بما في ذلك تيتان المغلف بالغيوم وإنسيلادوس ، في حلقات أكثر ضخامة منذ فترة طويلة. كما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية تشكل الأرض والكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي وترحيلها بعيدًا عن نجمنا ، الشمس.

قال كارل موراي من جامعة كوين ماري في لندن ، المؤلف الرئيسي للتقرير: "لم نر شيئًا كهذا من قبل". "ربما ننظر إلى فعل الولادة ، حيث يترك هذا الشيء الحلقات ويتجه ليكون قمرًا في حد ذاته."

الكائن ، المسمى بشكل غير رسمي Peggy ، صغير جدًا بحيث لا يمكن رؤيته في الصور حتى الآن. يقدر العلماء أنه من المحتمل ألا يزيد قطره عن نصف ميل (حوالي كيلومتر). تتنوع أقمار زحل الجليدية في الحجم اعتمادًا على قربها من الكوكب - وكلما كان بعيدًا عن الكوكب ، كان أكبر. وتتكون العديد من أقمار زحل بشكل أساسي من الجليد ، وكذلك الجسيمات التي تشكل حلقات زحل. بناءً على هذه الحقائق ومؤشرات أخرى ، اقترح الباحثون مؤخرًا أن الأقمار الجليدية تشكلت من جسيمات الحلقة ثم تحركت للخارج بعيدًا عن الكوكب ، واندمجت مع أقمار أخرى في الطريق.

قالت ليندا سبيلكر ، عالمة مشروع كاسيني ، من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا: "إن مشاهدة الولادة المحتملة لقمر صغير هو حدث مثير وغير متوقع". حلقة في أواخر عام 2016 وتوفر فرصة لدراسة Peggy بمزيد من التفصيل وربما حتى تصويرها.

من المحتمل أن تكون عملية تشكل القمر في حلقات زحل قد انتهت بـ Peggy ، حيث أن حلقات زحل الآن ، على الأرجح ، قد استنفدت أكثر من اللازم لتكوين المزيد من الأقمار. نظرًا لأنهم قد لا يلاحظون هذه العملية مرة أخرى ، فإن موراي وزملاؤه يستخلصون كل ما يمكنهم تعلمه من الملاحظات.

قال موراي: "تقول النظرية أن زحل كان منذ زمن بعيد يمتلك نظام حلقات أكثر ضخامة بكثير قادرًا على ولادة أقمار أكبر". "عندما تشكلت الأقمار بالقرب من الحافة ، استنفدت الحلقات وتطورت ، وبالتالي فإن الأقمار التي تشكلت في وقت مبكر هي الأكبر والأبعد."

مهمة Cassini-Huygens هي مشروع تعاوني بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية. يدير مختبر الدفع النفاث ، وهو قسم من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، مهمة مديرية المهام العلمية التابعة لوكالة ناسا في واشنطن.


شاهد الفيديو: ماذا لو كان للأرض حلقات مثل زحل!! كيف سيبدو المنظر من الأرض (أغسطس 2022).