كشفت دراسة جديدة أن حلقات زحل تسخن غلافه الجوي – ويقول العلماء إنه لم يسبق رؤيتها من قبل في نظامنا الشمسي.
قال متحدث باسم وكالة ناسا: “السر مختبئ على مرأى من 40 عامًا. لكن الأمر استغرق بصيرة عالم فلك مخضرم لتجميعها معًا في غضون عام ، باستخدام ملاحظات زحل من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ومسبار كاسيني المتقاعد ، بالإضافة إلى المركبة الفضائية فوييجر 1 و 2 والمهمة المتقاعدة من مستكشف الأشعة فوق البنفسجية الدولية.
الاكتشاف: يعمل نظام الحلقات الواسع لكوكب زحل على تسخين الغلاف الجوي العلوي للكوكب العملاق. هذه الظاهرة لم يسبق رؤيتها من قبل في النظام الشمسي. إنه تفاعل غير متوقع بين زحل وحلقاته والذي من المحتمل أن يوفر أداة للتنبؤ بما إذا كانت الكواكب حول النجوم الأخرى لديها أنظمة حلقات شبيهة بزحل أيضًا.
يقول العلماء إن الدليل الواضح هو وجود فائض من الأشعة فوق البنفسجية ، التي يُنظر إليها على أنها خط طيفي من الهيدروجين الساخن في الغلاف الجوي لكوكب زحل.
وأضافت ناسا: “نتوء الإشعاع يعني أن شيئًا ما يلوث ويسخن الغلاف الجوي العلوي من الخارج.
التفسير الأكثر جدوى هو أن جزيئات الحلقة الجليدية تتساقط على الغلاف الجوي لزحل تسبب هذا التسخين. قد يكون هذا بسبب تأثير النيازك الدقيقة ، أو قصف جسيمات الرياح الشمسية ، أو الأشعة فوق البنفسجية الشمسية ، أو القوى الكهرومغناطيسية التي تلتقط الغبار المشحون كهربائيًا.
كل هذا يحدث تحت تأثير مجال جاذبية زحل الذي يسحب الجسيمات إلى الكوكب. عندما غرق مسبار كاسيني التابع لناسا في الغلاف الجوي لزحل في نهاية مهمته في عام 2017 ، قام بقياس مكونات الغلاف الجوي وأكد أن العديد من الجسيمات تتساقط من الحلقات.
لطفي بن جافل من معهد الفيزياء الفلكية في باريس ومختبر القمر والكواكب بجامعة أريزونا ، مؤلف ورقة بحثية عن الظواهر نُشرت هذا الأسبوع في مجلة Planetary Science Journal.
قال بن جافل: “ رغم أن التفكك البطيء للحلقات معروف جيدًا ، فإن تأثيره على الهيدروجين الذري للكوكب يعد مفاجأة. من مسبار كاسيني ، علمنا بالفعل بتأثير الحلقات. ومع ذلك ، لم نكن نعرف شيئًا عن محتوى الهيدروجين الذري.
كل شيء مدفوع بجزيئات الحلقة المتتالية في الغلاف الجوي عند خطوط عرض محددة. يقومون بتعديل الغلاف الجوي العلوي ، وتغيير التكوين. ومن ثم لديك أيضًا عمليات تصادم مع غازات الغلاف الجوي التي من المحتمل أن تقوم بتسخين الغلاف الجوي على ارتفاع معين.
تطلب استنتاج بن جافل تجميع أرصاد الأشعة فوق البنفسجية الأرشيفية من أربع بعثات فضائية درست زحل. يتضمن ذلك ملاحظات من مجسي ناسا فوييجر اللذان حلقا بالقرب من زحل في الثمانينيات وقياسا الأشعة فوق البنفسجية الزائدة. في ذلك الوقت ، رفض علماء الفلك القياسات باعتبارها ضوضاء في أجهزة الكشف.
جمعت بعثة كاسيني ، التي وصلت إلى زحل في عام 2004 ، بيانات الأشعة فوق البنفسجية عن الغلاف الجوي (على مدى عدة سنوات). جاءت بيانات إضافية من Hubble و International Ultraviolet Explorer ، الذي تم إطلاقه في عام 1978 ، وكان تعاونًا دوليًا بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية) ومجلس أبحاث العلوم والهندسة في المملكة المتحدة.
لكن السؤال الذي طال انتظاره ، كما تضيف وكالة ناسا ، هو ما إذا كانت جميع البيانات يمكن أن تكون وهمية ، أو بدلاً من ذلك تعكس ظاهرة حقيقية على زحل.
كتبت وكالة الفضاء: “ مفتاح تجميع أحجية الصور المقطوعة جاء في قرار بن جافل باستخدام قياسات من تلسكوب هابل الفضائي للتصوير الطيفي (STIS). تم استخدام ملاحظاته الدقيقة عن زحل لمعايرة بيانات الأشعة فوق البنفسجية المؤرشفة من جميع الرحلات الفضائية الأربع الأخرى التي رصدت زحل. قارن بين أرصاد زحل STIS UV بتوزيع الضوء من بعثات وأدوات فضائية متعددة.
يوضح لطفي بن جافل: “ عندما تمت معايرة كل شيء ، رأينا بوضوح أن الأطياف متسقة في جميع المهمات. كان هذا ممكنًا لأن لدينا نفس النقطة المرجعية ، من هابل ، حول معدل نقل الطاقة من الغلاف الجوي كما تم قياسه على مدى عقود.
لقد كانت مفاجأة بالنسبة لي حقًا. لقد قمت للتو برسم بيانات توزيع الضوء المختلفة معًا ، ثم أدركت ، واو – إنها نفسها.
أربعة عقود من بيانات الأشعة فوق البنفسجية تغطي دورات شمسية متعددة وتساعد علماء الفلك على دراسة التأثيرات الموسمية للشمس على زحل. من خلال جمع كل البيانات المتنوعة معًا ومعايرتها ، وجد بن جافل أنه لا يوجد فرق في مستوى الأشعة فوق البنفسجية.
وقال: “في أي وقت وفي أي مكان على الكوكب ، يمكننا متابعة مستوى الأشعة فوق البنفسجية”. يشير هذا إلى “المطر الجليدي” المستمر من حلقات زحل باعتباره أفضل تفسير.
يتابع بن جافل: ‘نحن فقط في بداية تأثير التوصيف الدائري هذا على الغلاف الجوي العلوي للكوكب. نريد في النهاية أن يكون لدينا نهج عالمي من شأنه أن يسفر عن توقيع حقيقي حول الغلاف الجوي في العوالم البعيدة. أحد أهداف هذه الدراسة هو معرفة كيف يمكننا تطبيقه على الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى. أطلق عليها اسم البحث عن “الحلقات الخارجية”.
أكثر من ذلك: يجد تلسكوب جيمس ويب التابع لناسا دليلاً على وجود غيوم على قمر زحل
أكثر من ذلك: يستبدل كوكب المشتري زحل باعتباره الكوكب الذي يمتلك أكبر عدد من الأقمار ، مع 12 قمرًا جديدًا
احصل على أحدث الأخبار والقصص السعيدة والتحليلات التي تحتاج إلى معرفتها والمزيد