معمای زحل و ماه نابوده شده آن: ریشه حلقه های این غول گازی چیست؟

شاید نیاز به گفتن نداشته باشد که زحل یک سیاره  بسیار جذاب و دیدنی است، اما حلقه‌های خیره‌کننده و مجموعه متنوع از اشیای معلق در اطراف آن نیز مملو از رمز و راز هستند.

از شواهد وجود اقیانوس مایع زیرزمینی در قمر خود میماس (Mimas) و شفق های سیاره ای مرموز در قطب های آن گرفته تا احتمال وجود یک هسته سیاره ای فازی و مواد شیمیایی غیرقابل توضیح جو در دومین قمر بزرگ خود، زحل همچنان کارشناسان را شگفت زده می کند.

آخرین مورد از یک سری اکتشافات شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که این سیاره زمانی یک قمر به نام کریسالیس (Chrysalis) داشته که ظاهراً تکه تکه شده و تبدیل به چیزی شده است که اکنون به عنوان حلقه‌های سیاره‌ای می‌بینیم.

این یافته ها که در مجله Science منتشر شده است، نشان می دهد که کریسالیس پس از نزدیک شدن بیش از حد توسط نیروهای جزر و مدی این غول گازی از هم تکه و پاره شده است.

زحل با شیب تقریباً 27 درجه به دور خود می‌چرخد، اما تاکنون دانشمندان گمان کرده‌اند که برهم‌کنش‌های گرانشی با سیاره همسایه نپتون، عامل این نابهنجاری است.  با این حال، داده ها نشان می دهد که زحل چندی پیش از نفوذ تشدید مداری نپتون خارج شده است.

برای توضیح این رفتار عجیب، دانشمندان حدس می زنند که زحل زمانی به جای 83 قمر طبیعی که امروزه می بینیم 84 قمر داشته است. این قمر گمشده، که تیم آن را Chrysalis نامیده است، ممکن است برای میلیاردها سال دور زحل چرخیده باشد و همچنین باعث شده تعامل رزونانس بین سیاره زحل با نپتون حفظ شود (منبع: Science).

با این حال، به دلیل اختلالات مداری، Chrysalis بی ثبات شده است و حدود 160 میلیون سال پیش شروع به نزدیک شدن به زحل کرده است.

برای درک چگونگی وقوع این رویدادها، دانشمندان قمر زحل یاپتوس (Iapetus) را به عنوان مرجع انتخاب کردند و اجسام معلق دیگری به نام کریسالیس را برای مطالعه دینامیک سیاره ایجاد کردند. این تیم 390 فرآیند شبیه سازی را اجرا کرد و در برخی از آنها، کریسالیس یا با اجسام معلق دیگر در اطراف زحل برخورد کرد یا از مسیر مداری خود دور شد.

جالب اینجاست که از 390 دور شبیه سازی، 17 آزمایش نشان داد که Chrysalis خیلی به زحل نزدیک شده و متعاقباً توسط نیروهای گرانشی قوی از هم جدا شده است.بقایای ماه نابود شده برای مدتی در مدار شناور بودند و با گذشت زمان به قطعات یخی کوچکتری شکسته شدند و حلقه هایی را تشکیل دادند که امروزه می بینیم.

مدل‌های شبیه‌سازی به سفر به گذشته سیاره‌ ها، چشم‌اندازی جذاب را ارائه می‌دهند. به‌علاوه، آزمایش مدل‌سازی، ظاهراً معمای این که چگونه زحل از معادله رزونانس خود با نپتون فرار کرد و شیب عجیب خود را به دست آورد حل میکند. البته برای تأیید این نظریه به شواهد ملموس تری نیاز است، اما این رفتار بی سابقه نیست.

نیروهای جزر و مدی مشتری می‌توانند دنباله‌دارهای بزرگ سرگردان را در صورت عبور از نزدیکی این سیاره غول پیکر به قطعات کوچک‌تر تقسیم کنند. در منظومه‌های دوتایی، ستاره‌های بزرگ‌تری مشاهده شده‌اند که مواد گازی را همانند نوعی خون آشام ستاره‌ای می‌مکند.از طرفی دیگر نیز سیاهچاله‌ها را داریم که عملی شدیدتر مشهور به اسپاگت‌سازی را انجام میدهند، که در آن نیروی گرانشی عظیم‌شان ستاره‌ ای را با چنان نیرویی می‌کشد که جریان مواد تشکیل دهنده آن ها مانند رشته‌ها به نظر می‌رسد.