نوشته: متیو اس. تیسکارنو

مترجم: منصور کاهه

برگرفته از مجله Sky & Telescope – شماره فوریه 2007

حلقه B:  سرزمین پره ها

حلقه B مشابه حلقه A مملو از ساختارهای شعاعی متراکم است. اما برخلاف موجهای متراکم مارپیچ در حلقه A، بیشتر ظاهر حلقه B با نواحی مشخص پدیده تشدید ارتباط ندارند. بنابراین منشأ آنها بدون توضیح باقی مانده است. دشواری مطالعه حلقه B با به هم فشردگی زیاد ذرات آن در هم آمیخته، به نحویکه به دلیل کم بودن فاصله بین آنها آزمایشهای استتار (Occultation) رادیویی و ستاره ای ویجر موفق به نفوذ در آن نگردید. سرانجام آنتن رادیویی قوی کاسینی در سال 2005 باارسال سیگنال قوی خود از حلقه B به زمین به طور مستقیم توانست از این سد عبور کند. تحلیل اطلاعات فرستاده شده همچنان ادامه دارد، اما نتایج اولیه حاکی از وجود ساختارهای ریز حتی در متراکم ترین بخشهای حلقه B می باشد.که جلوی عبور 99درصد از نور را می گیرد.

حلقه B همچنین به دلیل وجود پره ها در آن مشهور است. پره ها، طرحهای شعاعی شبح مانندی هستند که اولین بار در زمین رصد شدند و بعدها توسط فضاپیمای ویجر1و2 مورد تأیید قرار گرفتند. پره ها به طور ناگهانی ظاهر می شوند و خیلی بیشتر از زمانیکه حرکت مداری کپلری باید اجازه دهد (ذرات داخلی پره ها باید سریعتر از ذرات خارجی آن گردش کنند) بدون تغییر می مانند. کاسینی در اولین سال خود در زحل موفق به مشاهده و برسی یک پره هم نشد، نتیجه ای ناامید کننده تا فرا رسیدن اثرات فصلی. به نظر می رسد پره ها طی بهار و پاییز زحل به صورت بارزتر ظاهر می شوند، چرا که در این زمان نور خورشید با زاویه غیر عمود به پره می تابد.

سرانجام در سپتامبر 2005 ظهور مجدد بزرگ پره ها اتفاق افتاد و اخیراً هرگاه که دید کاسینی مناسب بوده مشاهده شده اند. پره هایی که تا کنون مشاهده شده اند در مقایسه با آنچه در سال 1980 تا 1981 توسط ویجر دیده شده اند ضعیفتر و از نظر تعداد کمتر هستند. دانشمندان انتظار دارند که آنها با رسیدن به نقطه اعتدال در سال 2009 قوی شوند.

فرایند شکل گیری پره ها مبهم باقی مانده است، هر چند میدان مضناطیسی قوی زحل تقریباً به طور یفین در حفظ و پایداری شعاعی آنها دخیل است. گروه کاسینی امیدوار است که فیلمهای با سرعت بالا سرانجام پره ها را در لحظه شکل گیری شکار خواهد کرد و منجر به حل این مسأله خواهد شد.

حلقه F

درست آن سوی حلقه های اصلی، یک نوار باریک وجود دارد که حلقه F نام دارد. این حلقه از هر طرف به قمر های نگهبان محدود است: قمر پرومتوس و پاندورا به ترتیب به عرض متوسط 102 و 84 کیلومتر ( 63 و 52 مایل ). به نظر می رسد هر یک از این دو قمر با پراکندن ذرات نزدیک، مواد حلقه را از آن دور می کنند. در نتیجه عرض متوسط حلقه فقط 1500 کیلومتر است.

اما نه حلقه و نه قمرهای نگهبان آن مدارهای دایروی ندارند. از منظر حلقه F پرومتوس و پاندورا در رقصی ثابت و مداوم به داخل ، بیرون، بالا و پایین حرکت می کنند. این حرکتها باید توانایی قمرها را در نگهداشتن حلقه ها در بین آنها مختل کند، اما همچنان حلقه محدود به آنها می باشد. در نتیجه هسته مرکزی حلقه شامل تعداد بیشماری گره و پیچ و تاب است، چرا که قمرها به طور مداوم آ نرا تحت تاثیر قرار می دهند. قمر پرومتوس که داخل قرار دارد اغلب وارد مرزهای حلقه F می شود و هر بار یک شیار باریک در آن می کند. پرومتوس در سال 2009 به هسته حلقه نفوذ می کند، اتفاقی که مطمئناً جنجالی بزرگ به پا خواهد کرد.

تصاویر کاسینی بیشتر آشکار کرده اند که کناره های موازی در حلقه F با یکدیگر در یک تک بازوی فشرده مارپیچ در ارتباط هستند، که ممکن است از برخوردی بین یک ماهک کوچک و هسته حلقه به وجود آمده باشد.

 

بالا رفتن غبار

حلقه های اصلی در مناطقی که مملو از غبار است خودنمایی می کنند. این نواحی در فضاهای پهناور بدون غبار، برجسته و مشخص و از این رو  سزاوار توجه می باشند.

قمر پن در شکاف انکه فضای خود را با چند حلقه کوچک غبارآلود مشترک است. اینها شامل تعدادی پیچ خوردگی و کمان هستند که به همراه پن گردش می کنند، اگرچه بی نظمی آنها از حلقه F کمتر است. کاسینی مشاهده کرده است که این توده های حلقوی کوچک در مقیاس زمانی چند ماهه حرکت می کنند. برخی هنگام مواجهه با پن جهت خود را تغییر می دهند و بعضی نابود می گردند. دانشمندان در تلاشند تا این اثرات را درک کنند. آیا همه آنها به دلیل وجود پن است یا قمرهای دیگری هم در این شکاف هستند؟

مورد چشمگیر دیگر در حلقه ها، حلقه کوچکی است که به تازگی در شکاف کاسینی شناسایی شده است. دوربینهای ویجر باید می توانستند این حلقه کوچک را ببینند اما موفق به انجام این کار نشدند. وقتی برای اولین بار این حلقه کوچک دیده شد یکی از محققان گفت: «به این حلقه کوچک جذاب نگاه کنید!». این جمله سبب شد نام خودمانی آن «حلقه کوچک جذاب» گذاشته شود. اما این حلقه کوچک در شرایط درست به یک غول تبدیل می شود. هنگامیکه حلقه کوچک جذاب در نور پخش شده از جلو که غبار را نورانی می کند دیده می شود همه ناحیه را تحت الشعاع خود قرار می دهد و آنقدر درخشان می شود که برخی عکسهای کاسینی را اشباع کرده است.

طیف نگاری زیرقرمز چشمی کاسینی و طیف سنج نقشه برداری زیر قرمز تأیید می کند که ماده موجود در حلقه کوچک جذاب مشابه مواد حلقه F و حلقه های کوچک شکاف انکه هستند، اما با مواد سایر حلقه های اصلی متفاوت می باشند. چرا حلقه کوچک جذاب متفاوت است و چطور به این صورت در آمده است؟ آیا به تازگی به وجود آمده است؟ ممکن است نتیجه اختلال و تزاحم یک ماهک باشد که مخفی مانده و شکاف را برای اولین بار باز کرده است.

سن و منشأ

کاسینی چندین ماهک به اندازه زمین فوتبال کشف کرده است. برخی را از روی اغتشاشهای پروانه ای شکل که در حلقه A ایجاد می کنند و بعضی دیگر را با مشاهده جلوگیری از نور ستاره که از حلقه F عبور می کند شناسایی نموده است. این ماهکها فضای خالی بین قطعاتی به اندازه خانه در حلقه های اصلی و قمرهای کاملاً بالغ را که حداقل چندین کیلومتر پهنا دارند به یکدیگر ارتباط می دهند.

اندازه این قطعات متوسط حکم می کند که آنها هسته های یخی متراکم دارند، هر چند مطمئناً دفعات زیادی در چرخه به هم پیوستن و جدا شدن بازسازی شده اند. در صورتیکه حلقه ها در اثر نیروی کشند یا فروپاشی در اثر برخورد یک قمر در حدود اندازه میماس (عرض 400 کیلومتر) و یا شاید جرم دیگری از منظومه شمسی به وجود آمده باشند، هسته های متراکم تشکیل می شود. بر مبنای یخهای خیلی تازه که در همه جای سیستم حلقه ها دیده می شود، میزان مهاجرت قمرهای بزرگتر که سیستم حلقه ها را حفظ می کنند و علائمی که نشان می دهد حلقه ها حتی در حال حاضر نیز تغییر می کنند، چنین اتفاقی ممکن است نسبتاً تازه رخ داده باشد، شاید حدود 100 میلیون سال قبل.

از سوی دیگر برخی محققان گمان می کنند که حلقه ها میلیاردها سال عمر دارند و به گونه ای خود را دوباره بازیابی می کنند. کاسینی به یافتن پاسخ برای چنین سؤالاتی ادامه می دهد، مثلا با مشاهده و بررسی تغییر در مدار قمرها در طول دوران مأموریت خود تا بفهمد آیا آنها به نوعی مهاجرت می کنند که در مدت میلیاردها سال قابل پیگیری و ادامه دادن نیست.

حلقه های زحل بیش از آنچه انتظار داشتیم پرکار هستند. قمرها شکاف ایجاد کرده و تولید موج می کنند در حالیکه آبفشانها و برخوردهای سخت تولید غبار می نمایند. حلقه ها همچنان زیبایی باشکوه خود را به طور پیوسته حفظ می کنند.

نوشته شده در شنبه 1386/02/08ساعت 14:46 توسط الهام موسس غفاری| |