من بين جميع الكواكب في مجموعتنا الشمسية، من المؤكد أن طريقة تجسيد زحل هي الأكثر تشغيلاً للمخيلة بفضل حلقاته الهائلة... غير أنه حتى اليوم، يغيب الإجماع بين الخبراء بشأن أصل تكوينها، أو حتى عمرها.
ويقول باحثون أجروا دراسة نشرت نتائجها مجلة "ساينس" المرموقة، الخميس، إنهم يحملون إجابة على هذا السؤال الصعب.
قبل حوالي 4 قرون
كما أفادت الدراسة في خلاصاتها إلى أنه قبل حوالي 100 مليون عام، تحطم قمر جليدي بعد أن اقترب لمسافة زائدة من زحل، ثم وضعت بقايا هذا الجرم السماوي نفسها تدريجياً في المدار حوله.
وقال المعد الرئيسي للدراسة جاك ويزدوم: "اكتشف غاليليو حلقات زحل قبل حوالي 4 قرون، وهي من أكثر الأشياء إثارة للاهتمام التي يمكن ملاحظتها من خلال تلسكوب صغير في المجموعة الشمسية".
كما أن "إيجاد تفسير معقول لتشكلها أمر مُرضٍ"، بحسب ما صرح لوكالة فرانس برس هذا الأستاذ المتخصص في علوم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
تشكيك "بصحة المنطق"
وتَشَكل كوكب زحل، سادس الكواكب بعداً عن الشمس، قبل 4 مليارات ونصف المليار سنة، في بدايات تكوين النظام الشمسي.
لكن قبل بضعة عقود، ذكر علماء أن حلقات هذا الكوكب ظهرت بعد ذلك بكثير: أي قبل حوالي 100 مليون سنة فقط.
وتعززت هذه الفرضية بفعل ملاحظات نقلها المسبار كاسيني الذي انطلق في عام 1997 وسُحب من الخدمة عام 2017.
إلا أنه "نظراً لعدم تمكن أحد من تحديد مسار يفضي إلى إثبات أن هذه الحلقات تشكلت قبل 100 مليون سنة فقط، شكك البعض بصحة المنطق" الذي أجري بموجبه هذا التأريخ، وفق جاك ويزدوم.
نموذج معقد
وبذلك، أعد الباحث وزملاؤه نموذجاً معقداً لا يسمح بشرح ظهورها الحديث نسبياً فحسب، بل أيضاً بفهم خاصية أخرى لهذا الكوكب هي الانحناء.
في الواقع، يميل محور دوران زحل بزاوية 26,7 درجة قياساً للخط العمودي (ما يسمى بانحراف الكوكب). مع ذلك، لكون زحل كوكباً غازياً عملاقاً، كان من المتوقع أن تكون عملية تراكم المادة التي أدت إلى تكوينه قد تركته في مسار عمودي على مستوى مداره.
اكتشاف حديث
انطلق الباحثون الذين أعدوا نموذجاً عن الجزء الداخلي من الكوكب لحساباتهم، من اكتشاف حديث: تيتان، أكبر قمر من أقمار زحل (يضم الكوكب أكثر من 80 قمراً)، يتحرك تدريجياً بعيداً عن الكوكب ... وبسرعة نسبياً.
وبحسب نموذجهم، غيّرت هذه الحركة تدريجياً المعدل الذي يقوم به محور دوران زحل بالدوران الكامل حول العمودي، تماماً مثل محور لعبة بلبل تشكل مخروطاً وهمياً أثناء دورانها.
كما يرتدي هذا التفصيل أهمية، فقبل حوالي مليار سنة، كان هذا التردد في حالة تزامن مع تردد مدار نبتون. وتسببت هذه الآلية القوية بانحناء زحل حتى 36 درجة.
قوى الجاذبية
غير أن الباحثين وجدوا أن هذا التزامن بين زحل ونبتون لم يعد دقيقاً اليوم. لماذا؟ لا يمكن أن يحصل ذلك إلا بفعل حدث ضخم. ووضعوا من هذا المنطلق فرضية وجود قمر ذي مدار فوضوي، اقترب تدريجياً بشكل مفرط من زحل حتى تسببت قوى الجاذبية المتناقضة في خلعه من مكانه.
ويوضح جاك ويزدوم أنه "تم هدمه إلى قطع متعددة، وهذه القطع نفسها لا تزال متفرقة، وشيئاً فشيئاً تشكلت منها الحلقات"، رغم أن غالبيتها تنزل نحو زحل.
فيما قلّص تأثير تيتان الذي استمر في الابتعاد، في النهاية ميل زحل إلى ما نراه اليوم.
الخروج من شرنقة
وأطلق جاك ويزدوم على القمر المفقود اسم "كريساليس"، وهو تشبيه بأجنحة فراشات خارجة من شرنقة، كما الحال في تشكل الحلقات.
كما يعتقد العلماء أن "كريساليس" كان أصغر قليلاً من قمر الأرض، وبحجم قريب من قمر آخر لزحل هو إيابيتوس. مع ذلك، فإن هذا الأخير يتكون بالكامل تقريباً من الماء المثلج.
ويقول ويزدوم: "لذلك من المعقول أن نفترض أن الشرنقة مصنوعة أيضاً من الماء المثلج، وهذا ما يفضي إلى تشكيل الحلقات" التي تتكون منها بنسبة 99%، وفق الأستاذ الجامعي.
ولدى سؤاله عما إذا كان يعتبر أن هذه الدراسة حلت لغز حلقات زحل، يجيب: "لقد قدمنا مساهمة جيدة"، لكن لا يزال نظام زحل وأقماره يخفي "الكثير من الألغاز".
ويقول باحثون أجروا دراسة نشرت نتائجها مجلة "ساينس" المرموقة، الخميس، إنهم يحملون إجابة على هذا السؤال الصعب.
قبل حوالي 4 قرون
كما أفادت الدراسة في خلاصاتها إلى أنه قبل حوالي 100 مليون عام، تحطم قمر جليدي بعد أن اقترب لمسافة زائدة من زحل، ثم وضعت بقايا هذا الجرم السماوي نفسها تدريجياً في المدار حوله.
وقال المعد الرئيسي للدراسة جاك ويزدوم: "اكتشف غاليليو حلقات زحل قبل حوالي 4 قرون، وهي من أكثر الأشياء إثارة للاهتمام التي يمكن ملاحظتها من خلال تلسكوب صغير في المجموعة الشمسية".
كما أن "إيجاد تفسير معقول لتشكلها أمر مُرضٍ"، بحسب ما صرح لوكالة فرانس برس هذا الأستاذ المتخصص في علوم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
تشكيك "بصحة المنطق"
وتَشَكل كوكب زحل، سادس الكواكب بعداً عن الشمس، قبل 4 مليارات ونصف المليار سنة، في بدايات تكوين النظام الشمسي.
لكن قبل بضعة عقود، ذكر علماء أن حلقات هذا الكوكب ظهرت بعد ذلك بكثير: أي قبل حوالي 100 مليون سنة فقط.
وتعززت هذه الفرضية بفعل ملاحظات نقلها المسبار كاسيني الذي انطلق في عام 1997 وسُحب من الخدمة عام 2017.
إلا أنه "نظراً لعدم تمكن أحد من تحديد مسار يفضي إلى إثبات أن هذه الحلقات تشكلت قبل 100 مليون سنة فقط، شكك البعض بصحة المنطق" الذي أجري بموجبه هذا التأريخ، وفق جاك ويزدوم.
نموذج معقد
وبذلك، أعد الباحث وزملاؤه نموذجاً معقداً لا يسمح بشرح ظهورها الحديث نسبياً فحسب، بل أيضاً بفهم خاصية أخرى لهذا الكوكب هي الانحناء.
في الواقع، يميل محور دوران زحل بزاوية 26,7 درجة قياساً للخط العمودي (ما يسمى بانحراف الكوكب). مع ذلك، لكون زحل كوكباً غازياً عملاقاً، كان من المتوقع أن تكون عملية تراكم المادة التي أدت إلى تكوينه قد تركته في مسار عمودي على مستوى مداره.
اكتشاف حديث
انطلق الباحثون الذين أعدوا نموذجاً عن الجزء الداخلي من الكوكب لحساباتهم، من اكتشاف حديث: تيتان، أكبر قمر من أقمار زحل (يضم الكوكب أكثر من 80 قمراً)، يتحرك تدريجياً بعيداً عن الكوكب ... وبسرعة نسبياً.
وبحسب نموذجهم، غيّرت هذه الحركة تدريجياً المعدل الذي يقوم به محور دوران زحل بالدوران الكامل حول العمودي، تماماً مثل محور لعبة بلبل تشكل مخروطاً وهمياً أثناء دورانها.
كما يرتدي هذا التفصيل أهمية، فقبل حوالي مليار سنة، كان هذا التردد في حالة تزامن مع تردد مدار نبتون. وتسببت هذه الآلية القوية بانحناء زحل حتى 36 درجة.
قوى الجاذبية
غير أن الباحثين وجدوا أن هذا التزامن بين زحل ونبتون لم يعد دقيقاً اليوم. لماذا؟ لا يمكن أن يحصل ذلك إلا بفعل حدث ضخم. ووضعوا من هذا المنطلق فرضية وجود قمر ذي مدار فوضوي، اقترب تدريجياً بشكل مفرط من زحل حتى تسببت قوى الجاذبية المتناقضة في خلعه من مكانه.
ويوضح جاك ويزدوم أنه "تم هدمه إلى قطع متعددة، وهذه القطع نفسها لا تزال متفرقة، وشيئاً فشيئاً تشكلت منها الحلقات"، رغم أن غالبيتها تنزل نحو زحل.
فيما قلّص تأثير تيتان الذي استمر في الابتعاد، في النهاية ميل زحل إلى ما نراه اليوم.
الخروج من شرنقة
وأطلق جاك ويزدوم على القمر المفقود اسم "كريساليس"، وهو تشبيه بأجنحة فراشات خارجة من شرنقة، كما الحال في تشكل الحلقات.
كما يعتقد العلماء أن "كريساليس" كان أصغر قليلاً من قمر الأرض، وبحجم قريب من قمر آخر لزحل هو إيابيتوس. مع ذلك، فإن هذا الأخير يتكون بالكامل تقريباً من الماء المثلج.
ويقول ويزدوم: "لذلك من المعقول أن نفترض أن الشرنقة مصنوعة أيضاً من الماء المثلج، وهذا ما يفضي إلى تشكيل الحلقات" التي تتكون منها بنسبة 99%، وفق الأستاذ الجامعي.
ولدى سؤاله عما إذا كان يعتبر أن هذه الدراسة حلت لغز حلقات زحل، يجيب: "لقد قدمنا مساهمة جيدة"، لكن لا يزال نظام زحل وأقماره يخفي "الكثير من الألغاز".
