دراسة: حلقات زحل قد تكون أقدم بكثير مما يعتقد العلماء

“إن فكرة كون حلقات زحل حديثة تبدو غريبة للغاية في سياق التاريخ التطوري الطويل للنظام الشمسي، بل هي أقدم مما يعتقده العلماء. فقبل بضعة ملايين من السنين، كان “عصر الديناصورات على الأرض، مما يعني أن النظام الشمسي كان بالفعل راسخًا ومستقرًا نسبيًا، لذا لا يمكن للحلقات أن تتشكل بعد”.

وبحسب ما أورد موقع “الفضاء”، يعتقد بعض الباحثين أن حلقات زحل تشكلت مع الكوكب قبل حوالي 4.5 مليار سنة من الحطام الجليدي الذي ترك في المدار حوله بعد ولادة النظام الشمسي، بينما رأى آخرون أن كانت الحلقات صغيرة جدًا، وربما نشأت بعد أن مزقتها جاذبية زحل. مذنب أو قمر جليدي، واعتقد العلماء أن إحدى الطرق لحل هذا اللغز هي دراسة حلقات زحل عن كثب.

عندما وصلت المركبة الفضائية كاسيني التابعة لناسا إلى زحل في عام 2004، اكتشفت أن حلقات زحل تبدو مشرقة ونظيفة نسبيًا. واقترح التحليل اللاحق أن عمر حلقات زحل يتراوح بين 100 مليون إلى 400 مليون سنة، لكن الدراسة الجديدة تشير إلى أن الحلقات أقدم من ذلك بكثير.

وقال هيودو: “كان النظام الشمسي أكثر فوضوية منذ مليارات السنين، حيث لا تزال العديد من الأجسام الكوكبية الكبيرة تهاجر وتتفاعل، مما يزيد بشكل كبير من فرص وقوع حدث مهم يمكن أن يؤدي إلى تكوين حلقات زحل”.

وفي الدراسة الجديدة، طور هيودو وزملاؤه نماذج حاسوبية ثلاثية الأبعاد تحاكي الاصطدامات بين النيازك الدقيقة والحلقات، وقالوا إن هذه التأثيرات تحدث عادة بسرعات تبلغ حوالي 67100 ميل في الساعة (108000 كم / ساعة).

ووجد الباحثون أن هذه الاصطدامات السريعة يمكن أن تولد درجات حرارة تتجاوز 17540 درجة فهرنهايت (9725 درجة مئوية)، مما يؤدي إلى تبخير النيازك الدقيقة. يتوسع هذا الغاز بعد ذلك، ويبرد ويتكثف داخل المجال المغناطيسي لزحل، مما يؤدي إلى تكوين أيونات مشحونة كهربائيًا وجسيمات مجهرية.

وكشفت عمليات المحاكاة بعد ذلك أن هذه الجسيمات المشحونة إما تصطدم بكوكب زحل، أو تهرب من جاذبيته، أو تنجذب إلى الغلاف الجوي للكوكب. ووجد العلماء أن القليل جدًا من هذه المادة يبدو أنه يلوث الحلقات، مما يجعلها نظيفة نسبيًا، لذا فإن المظهر النظيف لا يعني بالضرورة أن الحلقات حديثة السن.

وشدد هيودو على أن الدراسة الجديدة لا تدحض نتائج كاسيني، قائلا: “بدلا من ذلك، أظهرنا أن تفسيرنا لبيانات كاسيني قد يكون خاطئا”.

وقال هيودو: “بشكل عام، أود أن أقول إن حلقات زحل من المرجح أن تكون قديمة جدًا، حوالي 4.5 مليار إلى 4 مليارات سنة”، مضيفًا: “كعالم كواكب يدرس تكوين النظام الشمسي، تبدو نتيجتنا أكثر طبيعي.”

ويجري زملاء هيودو الآن تجارب معملية لمحاكاة تصادمات النيازك الدقيقة مع الجسيمات الجليدية على أمل دعم هذه النتائج، وقد نشر العلماء تفاصيل نتائجهم في مجلة Nature Geoscience.