حقوق الصورة: NASA / JPL
يظهر بحث جديد من جامعة كولورادو كيف يمكن أن تؤدي إعادة تدوير المواد إلى إطالة عمر نظام الحلقة ، مثل تلك الموجودة حول المشتري وزحل ونبتون وأورانوس. يعتقد الآن أنهم أكوام من الأنقاض التي تم جمعها بشكل فضفاض والتي تسحب المواد من الحلقات ثم تغذيها مرة أخرى عندما تتصادم مع شيء آخر. مركبة كاسيني الفضائية التابعة لوكالة ناسا في طريقها إلى زحل الآن ، وينبغي أن تقدم المزيد من التفاصيل عند وصولها في يوليو 2004.
على الرغم من أن الحلقات حول الكواكب مثل المشتري وزحل وأورانوس ونبتون قصيرة العمر نسبيًا ، إلا أن الأدلة الجديدة تشير إلى أن إعادة تدوير الحطام المداري يمكن أن يطيل عمر هذه الحلقات ، وفقًا لباحثي جامعة كولورادو.
قال لاري إسبوزيتو ، الأستاذ في مختبر CU-Boulder لفيزياء الغلاف الجوي والفضاء ، إن الأدلة القوية تشير الآن إلى أن الأقمار الصغيرة بالقرب من الكواكب العملاقة مثل زحل والمشتري هي في الأساس أكوام من الركام. هذه الأجسام الصغيرة المعاد تشكيلها هي مصدر المواد لحلقات الكواكب.
أظهرت الحسابات السابقة التي أجراها إسبوزيتو وشريك أبحاث LASP جوشوا كولويل أن العمر القصير لمثل هذه الأقمار يعني ضمنيًا أن النظام الشمسي يقترب من نهاية عمر الحلقات. قال إسبوزيتو: "هذه النتائج غير الجذابة من الناحية الفلسفية قد لا تصف حقاً نظامنا الشمسي والحلقات التي قد تحيط بالكواكب العملاقة خارج الشمس". "حساباتنا الجديدة للنماذج تشرح كيف أن إدراج إعادة التدوير يمكن أن يطيل عمر الحلقات والأقمار."
وأظهرت الملاحظات من مهمتي فوييجر وغاليليو الفضائية مجموعة متنوعة من الحلقات المحيطة بكل من الكواكب العملاقة ، بما في ذلك المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. يتم خلط الحلقات في كل حالة بأقمار صغيرة.
قال إسبوزيتو: "من الواضح أن الأقمار الصغيرة لا تقوم فقط بنحت الحلقات من خلال جاذبيتها ، بل هي أيضًا والدا المادة الحلقية." "في كل نظام حلقي ، تعمل العمليات المدمرة مثل الطحن والظلام والانتشار بسرعة كبيرة بحيث يجب أن تكون الحلقات أصغر بكثير من الكواكب التي تدور حولها."
أظهرت النماذج العددية التي كتبها إسبوزيتو وكولويل من التسعينيات "سلسلة متتالية" ، حيث يتم تقسيم أقمار الكوكب إلى أقمار أصغر عند اصطدامها بالكويكبات أو المذنبات. يتم بعد ذلك تحطيم الأجزاء لتكوين الجسيمات في حلقات جديدة. يتم بعد ذلك طحن الحلقات نفسها إلى الغبار ، الذي جرفته.
ولكن وفقًا لكولويل ، "قد يتم إعادة تجميع بعض الأجزاء التي تتكون منها الحلقات بدلاً من أن تتحول إلى غبار. تظهر أدلة جديدة أن بعض الحطام تراكم في أقمار أو قمر صناعي بدلاً من الاختفاء من خلال تآكل الاصطدام.
قال إسبوزيتو: "لقد سارت هذه العملية بسرعة". "الحلقة النموذجية أصغر من بضع مئات من ملايين السنين ، غمضة عين مقارنة بالكواكب التي يبلغ عمرها 4.5 مليار سنة. السؤال يطرح بشكل طبيعي لماذا لا تزال الحلقات موجودة ، ليتم تصويرها في مثل هذا المجد من خلال زيارة المركبات الفضائية البشرية التي وصلت مؤخرًا إلى المشهد ".
قال إسبوزيتو: "يبدو أن الجواب الآن هو إعادة التدوير الكوني". في كل مرة يتم تدمير القمر بواسطة تأثير كوني ، يتم التقاط الكثير من المواد المنبعثة من الأقمار المجاورة الأخرى. هذه الأقمار المعاد تدويرها هي في الأساس مجموعات من الأنقاض ، ولكن من خلال إعادة تدوير المواد من خلال سلسلة من الأقمار الصغيرة ، قد يكون عمر نظام الحلقة أطول مما كنا نعتقد في البداية. "
أظهر إسبوزيتو ومساعد أبحاث سابق في LASP ، روبن كانوب ، الذي يعمل حاليًا في فرع معهد بولدر للجنوب الغربي ، من خلال نمذجة الكمبيوتر أنه يمكن استعادة الأجزاء الصغيرة بواسطة أقمار أخرى في النظام. قال إسبوزيتو: "بدون إعادة التدوير هذه ، تختفي الحلقات والأقمار".
ولكن مع زيادة إعادة التدوير ، يصبح العمر أطول ، على حد قول إسبوزيتو. مع إعادة تدوير معظم المواد ، كما هو الحال الآن في معظم الحلقات ، يتم تمديد العمر بعامل كبير.
قال إسبوزيتو: "على الرغم من أن الحلقات والأقمار الفردية التي نراها الآن سريعة الزوال ، فإن هذه الظاهرة تستمر لمليارات السنين حول زحل". "تجاهلت الحسابات السابقة التأثيرات الجماعية للأقمار الأخرى في تمديد استمرار الحلقات من خلال استعادة وإعادة تدوير مواد الحلقة."
سيبحث إسبوزيتو ، الباحث الرئيسي في مخطط طيفي بقيمة 12 مليون دولار على متن مركبة كاسيني الفضائية المقرر وصولها إلى زحل في يوليو 2004 ، عن كثب في العمليات المتنافسة للتدمير وإعادة الالتقاط في حلقة زحل F لتأكيد هذا التفسير وتحديده. اكتشف إسبوزيتو الحلقة F باستخدام بيانات من مهمة ناسا فوييجر 2 إلى الكواكب الخارجية التي تم إطلاقها في عام 1978.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة كولورادو
