رازهايي از حلقه هاي مشتري و زحل

همانند متخصصان پزكشي قانوني، دانشمنداني با بررسي انگشت نگاري صحنه جرم كيهاني با داده هاي بدست آمده از مأموريت هاي كاسيني، گاليله و افق هاي نو، رد امواج خبرساز در حلقه هاي زحل و مشتري را گرفتند؛ اين امواج در پي برخورد تكه هاي دنباله داري در زماني بيش از 10 سال پيش به وجود آمده اند.
در خصوص مشتري، مُجرم ايجاد كننده ي موج در حلقه ها، دنباله دار شوميكر- لوي 9 بود كه توده هاي باقي مانده ي آن از ميان حلقه ي نازك مشتري با روشي انتحاري در جولاي 1994 به سوي سياره پرتاب شد. دانشمندان امواج زحل را به جرمي مشابه نسبت مي دهند. احتمالا توده اي از خرده هاي باقي مانده از دنباله داري ديگر كه در نيمه دوم 1983 به درون حلقه ها شيرجه زده است.
بعد از ملاقات فضاپيماي گاليله با مشتري در اواخر دهه ي 1990، دانشمندان از وجود الگوهاي ناهمگن در حلقه ي مشتري اطلاع داشتند؛ اما تصاوير گاليله كمي نامشخص بود. بنابراين آن ها به علت وقوع چنين الگوهايي پي نبردند تا اين كه در سال 2004، فضاپيماي كاسيني وارد مدار زحل شد و شروع به ارسال هزاران تصوير كرد.
متو هدمن، از محققان دانشگاه كورنل و يكي از اعضاي گروه تصويربرداري كاسيني، و همكارانش در سال 2007 متوجه وجود موج هايي در دروني ترين حلقه ي زحل ملقب به حلقه ي D شدند. آن ها همچنين متوجه ي وجود شيارهايي بسيار فشرده در درون اين حلقه شدند. سپس هدمن منشأ اين الگو را نشان داد كه جرمي، محور حلقه ي D را در حدود 100 متر در اواخر سال 1983 متمايل كرده است. دانشمندان دريافته اند تأثير گرانشي زحل بر ناحيه ي انحنا، منجر به پيچ خوردگي حلقه و تبديل آن به مارپيچي محكم شده است.
پژوهشگران تصويربردار فضاپيماي كاسيني در آگوست 2009 هنگامي كه خورشيد مستقيم در امتداد استواي زحل مي تابيد و لبه ي حلقه ها را روشن كرده بود، سرنخ هاي ديگري را يافتند. شرايط بي نظير نور، وجود امواج را برجسته مي كرد. برخورد سال 1983 ناحيه اي به وسعت بيش از 19000 كيلومتر را منحرف كرد، اين ناحيه بخشي از حلقه ي D و حلقه ي بيروني بعدي يعني C را پوشش مي داد. متأسفانه در آن زمان هيچ فضاپيمايي با زحل ملاقات نداشت و سياره در طرف دور خورشيد بود و اين برخورد از تلسكوپ هاي موجود در مدار زمين پنهان ماند. بنابراين هر آن چه كه در عبور 1983 اتفاق افتاد از نگاه اخترشناسان پنهان ماند.
هدمن و مارك شوالتر به فكر افتادند كه آيا الگوي فراموش شده در سامانه ي حلقه اي مشتري ممكن است از اين راز پرده بردارد. شوالتر با بهره گيري از تصاوير گاليله در سال هاي 1996 تا 2000 الگوي مارپيچي يكساني را تأييد كرد. آن ها از همان رياضيات اعمال شده براي زحل بهره بردند، اما اين بار اضافه كردن فاكتور تأثير گرانشي مشتري و باز شدن حلقه ي مارپيچي تاريخ دقيق برخورد مشخص شد. زماني كه محور حلقه منحرف شد زماني بين ژوئن تا سپتامبر 1994 بوده است. دنباله دار شوميكر- لوي 9 در اواخر جولاي 1994 به سوي جو مشتري پرتاب شد. همچنين اندازه ي برآورد شده ي هسته ي دنباله دار با مقدار ماده ي مورد نياز براي ضربه زدن به حلقه ي مشتري سازگاري دارد.
همچنين تصاوير گاليله مارپيچ ديگري را آشكار كرد كه برآورد مي شود، منشأ آن به سال 1990 برگردد. تصاوير گرفته شده از فضاپيماي افق هاي نو درسال 2007، زماني كه فضاپيما در مسير خود به سوي پلوتون از كنار مشتري گذر كرد، علاوه بر پژواك ضعيف برخورد شوميكر- لوي 9 دو الگوي جديد براي حلقه ها را نيز نشان داد. به گفته ي شوالتر: «اكنون مي دانيم كه برخورد در حلقه ها بسيار رايج است، چند بار در هر دهه براي مشتري و چند بار در هر قرن براي زحل.»
همچنين امواج به دانشمندان داده هايي در خصوص ابعاد توده هاي باقي مانده از دنباله ها را مي دهد كه به حلقه ها برخورد مي كنند. به گفته ي ليندا اسپيلكر، دانشمند پروژه ي كاسيني مستقر در آزمايشگاه پيشرانش موشك ناسا (جي.پي.ال): «هنوز يافتن اثرات انگشت در حلقه ها حيرت آور است و به ما كمك مي كند تا درك بهتري از فرايندهاي برخورد در منظومه ي شمسي خودمان داشته باشيم.»
منبع: ماهنامه نجوم، شماره 206.