حلقات الكوكب السادس. حلقات قمر زحل. يتم تسمية الحلقات أبجديًا
21.07.2015
زحل ، الكوكب السادس من الشمس ، هو واحد من أكثر الأجسام التي يمكن ملاحظتها بسهولة بالنسبة لعلماء الفلك ، ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى نظام حلقاته الواسع والمحدّد للغاية. لقد فتنت حلقات زحل هواة الفلك لعدة قرون ، منذ الوقت الذي بدأ فيه الناس لأول مرة في النظر إلى السماء من خلال عدسة التلسكوب.
عندما لاحظ جاليليو جاليلي زحل لأول مرة في عام 1610 ، اعتقد أن هذه الحلقات هي أقمار صناعية عملاقة للكوكب ، تقع على طول جوانب مختلفةمنها. ومع ذلك ، أظهرت الملاحظات الإضافية التي أجراها العالم على مدى السنوات العديدة التالية أن هذه الحلقات غيرت شكلها بل واختفت تمامًا ، حيث تغير ميلها بالنسبة إلى الأرض.
نحن نعلم الآن أن جاليليو لاحظ "تقاطعًا مستويًا للحلقات". يميل خط استواء زحل بالنسبة إلى مدار الكوكب حول الشمس بزاوية تبلغ حوالي 27 درجة (نفس زاوية ميل الأرض هي 23 درجة). عندما يدور زحل حول الشمس ، يضيء النصف الأول ، ثم النصف الثاني بدوره بواسطة الشمس. هذا الميل هو المسؤول عن تغير الفصول ، كما هو الحال مع الأرض ، وعندما يأتي زحل في الخريف أو الاعتدال الربيعي، ثم تسقط الشمس في مستوى نظام الحلقة ، حيث يقع أيضًا خط استواء الكوكب. أشعة الشمستضيء الحلقات "على الحافة" ، ويصبح من الصعب تمييز شريط رفيع من الحلقات باستخدام التلسكوبات. حلقات زحل واسعة جدًا - يبلغ عرضها 273600 كيلومتر - لكن لا يزيد سمكها عن 10 أمتار.
في عام 1655 اقترح عالم الفلك كريستيان هيغنز أن هذه الأجسام الغريبة كانت صلبة وحلقات مائلة ، وفي عام 1660 اقترح عالم فلك آخر أن هذه الحلقات تتكون من أقمار صناعية صغيرة - وهو تخمين لا يمكن تأكيده لما يقرب من 200 عام قادمة.
في عصر استكشاف الفضاء ، مر مسبار بايونير 11 عبر مستوى حلقات زحل عام 1979. قدمت المركبة الفضائية فوييجر 1 وفوييجر 2 لمحة عن النظام الدائري للكوكب العملاق.
في عام 2004 ، دخلت مهمة Cassini-Huygens التابعة لناسا في مدار حول زحل لأول مرة في العالم وقدمت ملاحظات مفصلة ليس فقط للكوكب نفسه ، ولكن أيضًا لنظام الحلقات الخاص به.
التكوين والهيكل
تتكون حلقات زحل من بلايين الجسيمات ، يتراوح حجمها من بضعة مليمترات إلى عشرات الكيلومترات. تتكون هذه الحلقات بشكل أساسي من جليد مائي ، وتمتص أيضًا النيازك الصخرية التي تتحرك عبر الفضاء.
على الرغم من أنه قد يبدو لعالم الفلك المبتدئ أن زحل محاط بحلقة واحدة صلبة ، إلا أن نظام الحلقات ينقسم في الواقع إلى عدة أجزاء. تمت تسمية هذه الحلقات أبجديًا وفقًا لتواريخ اكتشافها. وهكذا ، فإن الحلقات الرئيسية ، ونحن ننتقل من محيط النظام إلى المركز ، تسمى A و B و C على التوالي. وهناك فجوة بعرض 4700 كيلومتر ، تُعرف باسم فجوة كاسيني ، تفصل الحلقات A و B.
حلقات أخرى أكثر خفوتًا انفتحت مع تحسن تكنولوجيا التلسكوب. اكتشفت فوييجر 1 الحلقة D الأقرب إلى مركز النظام في عام 1980. وبجانب الحلقة A ، التي تحيط بها من الخارج ، توجد الحلقة F ، والتي بدورها محاطة بحلقتين G و E ، وتقعان عند زاوية كبيرة. البعد عن باقي حلقات النظام ...
تحتوي الحلقات نفسها على عدد كبير من الفجوات والهياكل. تم إنشاء بعضها بواسطة العديد من أقمار زحل الصغيرة ، في حين أن طبيعة البعض الآخر لا تزال تحير علماء الفلك.
زحل ليس الكوكب الوحيد النظام الشمسيوجود حلقات - كوكب المشتري وأورانوس ونبتون لها أيضًا أنظمة حلقات خافتة - ولكن مع أقمارها الصناعية التي تمتد ثلاثة أرباع المسافة بين الأرض والقمر (282000 كيلومتر) ، فإنها تشكل بلا شك النظام الدائري الأكثر إثارة للإعجاب والملاحظة في النظام الشمسي.
زحل هو واحد من أكثر كواكب غامضةلكل من علماء الفلك المحترفين والهواة. يأتي الكثير من الاهتمام بالكوكب من الحلقات المميزة حول زحل. على الرغم من عدم رؤيتها بالعين المجردة ، يمكن رؤية الحلقات حتى باستخدام تلسكوب ضعيف.
يتم الاحتفاظ بمعظم الحلقات الجليدية لزحل في المدار بواسطة قوى الجاذبية المعقدة لعملاق الغاز وأقماره ، وبعضها يقع في الواقع داخل الحلقات. على الرغم من حقيقة أن الناس قد تعلموا الكثير عن الحلقات منذ اكتشافها لأول مرة قبل 400 عام ، إلا أن هذه المعرفة يتم تحديثها باستمرار (على سبيل المثال ، تم اكتشاف الحلقة الأبعد عن الكوكب منذ عشر سنوات فقط).
1. جاليليو جاليلي وزحل
تلسكوبات ملهمة
في عام 1610 ، كان عالم الفلك الشهير و "عدو الكنيسة" جاليليو جاليلي هو أول شخص وجه تلسكوبه نحو زحل. لاحظ التكوينات الغريبة حول الكوكب. ولكن نظرًا لأن تلسكوبه لم يكن قويًا بما يكفي ، لم يدرك جاليليو أنها كانت حلقات.
2. بلايين من قطع الجليد
الجليد والحجر
تتكون حلقات زحل من بلايين من قطع الجليد والحجر. يتراوح حجم هذه الشظايا من حبة ملح إلى جبل صغير.
3. خمسة كواكب فقط
تلسكوب حديث
كما تعلم ، يمكن لأي شخص أن يرى خمسة كواكب بالعين المجردة: عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل. لرؤية حلقات زحل ، وليس مجرد كرة من الضوء ، تحتاج إلى تلسكوب بتكبير 20 ضعفًا على الأقل.
4. يتم تسمية الحلقات أبجديًا
أقرب حلقة إلى زحل هي الحلقة D.
تم تسمية الحلقات في ترتيب ابجديبناءً على تاريخ اكتشافهم. الحلقة D هي الأقرب إلى الكوكب ، تليها الحلقات C و B و A و F و Janus / Epimetheus و G و Pallene و E.
5. بقايا مذنبات وكويكبات
93٪ من كتلة الحلقات - جليد
حلقات زحل ، وفقًا لمعظم العلماء ، هي بقايا مذنبات وكويكبات عابرة. توصل العلماء إلى هذا الاستنتاج لأن حوالي 93٪ من كتلة الحلقات عبارة عن جليد.
6. الشخص الذي قدم تعريف حلقات زحل
عالم الفلك الهولندي كريستيان هيغنز
كان أول شخص رأى وعرف حلقات زحل هو عالم الفلك الهولندي كريستيان هيغنز في عام 1655. في ذلك الوقت ، اقترح أن يكون لعملاق الغاز حلقة صلبة ورقيقة ومسطحة.
7. قمر كوكب زحل إنسيلادوس
السخانات الحلقي الجليد
بفضل السخانات التي تكثر على سطح قمر زحل إنسيلادوس ، خاتم جليدي F. يعلق العلماء آمالًا كبيرة على هذا القمر الصناعي ، لأنه يحتوي على محيطات يمكن للحياة أن تختبئ فيها.
8. سرعة الدوران
السرعة تتناقص مع المسافة
كل حلقة من الحلقات تدور حول زحل بسرعة مختلفة. سرعة دوران الحلقات تتناقص مع المسافة من الكوكب.
9. نبتون وأورانوس
حلقات زحل ليست فريدة من نوعها
على الرغم من أن حلقات زحل هي الأكثر شهرة في النظام الشمسي ، إلا أن ثلاثة كواكب أخرى تتباهى بحلقاتها. نحن نتحدث عن عملاق الغاز (كوكب المشتري) وعمالقة الجليد (نبتون وأورانوس).
10. اضطرابات في الحلقات
الاضطرابات تشبه التموجات
يمكن أن تكون حلقات الكوكب بمثابة دليل على كيفية انجذاب المذنبات والنيازك التي تطير عبر النظام الشمسي إلى زحل. في عام 1983 ، اكتشف علماء الفلك اضطرابات تشبه التموج في الحلقات. ويعتقدون أن سبب ذلك هو اصطدام حطام المذنب بالحلقات.
11- تصادم 1983
مدارات الحلقتين C و D مكسورة
تسبب تصادم عام 1983 مع مذنب يزن ما بين 100 مليار و 10 تريليون كيلوغرام في تعطيل مدارات الحلقتين C و D ، ويعتقد أن الحلقتين "اصطفتا" على مدى مئات السنين.
12. "درنات" عمودية على الحلقات
تشكيلات عمودية تصل إلى 3 كم
يمكن للجسيمات الموجودة داخل حلقات زحل أحيانًا أن تشكل تشكيلات عمودية. يبدو مثل "نتوءات" عمودية على حلقات يبلغ ارتفاعها حوالي 3 كيلومترات.
13. الثانية بعد المشتري
سرعة دوران زحل - 10 ساعات و 33 دقيقة
بصرف النظر عن كوكب المشتري ، زحل هو الكوكب الأسرع دورانًا في النظام الشمسي - فهو يقوم بثورة كاملة على محوره في 10 ساعات و 33 دقيقة فقط. نظرًا لمعدل الدوران هذا ، يكون زحل محدبًا بشكل أكبر عند خط الاستواء (ومسطحة عند القطبين) ، مما يؤكد بشكل أكبر على حلقاته المميزة.
14. خاتم F
الأقمار الصناعية الصغيرة للكوكب
تقع الحلقة F الضيقة (في الواقع ثلاث حلقات ضيقة) خلف نظام الحلقات الرئيسية لكوكب زحل ، ويبدو أن بها مكامن الخلل والتكتلات في هيكلها. دفع هذا العلماء إلى افتراض أنه قد تكون هناك أقمار صناعية صغيرة للكوكب داخل الحلقة.
15- إطلاق عام 1997
محطة كاسيني بين الكواكب
في عام 1997 ، تم إطلاق محطة كاسيني الآلية بين الكواكب إلى زحل. قبل دخول المدار حول الكوكب ، حلقت المركبة الفضائية بين الحلقتين F و G.
16. أقمار زحل الصغيرة
شقوق كيلر وإنكي
في الشقين أو التقسيمين بين الحلقات ، وهما كيلر (بعرض 35 كم) وإنكي (عرضه 325 كم) ، توجد أقمار صناعية صغيرة لكوكب زحل. من المفترض أن هذه الفجوات في الحلقات تشكلت على وجه التحديد بسبب مرور الأقمار الصناعية عبر الحلقات.
17. إن عرض حلقات زحل هائل.
حلقات زحل رقيقة جدا
على الرغم من أن عرض حلقات زحل هائل (80 ألف كيلومتر) ، إلا أن سمكها صغير جدًا نسبيًا. كقاعدة عامة ، يبلغ طوله حوالي 10 أمتار ونادرًا ما يصل إلى كيلومتر واحد.
18. خطوط داكنة تمر عبر الحلقات
تشكيلات غريبة تشبه الأشباح
في حلقات زحل ، تم اكتشاف تشكيلات غريبة تشبه الأشباح. تسمى هذه التشكيلات ، التي تشبه خطوطًا فاتحة وداكنة تمر عبر الحلقات ، "برامق". تم طرح العديد من النظريات فيما يتعلق بأصولهم ، ولكن رأي بالإجماعرقم.
19. حلقات قمر زحل
قمر زحل ريا
قد يكون لثاني أكبر أقمار زحل ، ريا ، حلقاته الخاصة. لم يتم اكتشافها بعد ، ويفترض وجود الحلقات على أساس حقيقة أن مسبار كاسيني سجل تباطؤ إلكترونات الغلاف المغناطيسي لزحل بالقرب من ريا.
20. وزن هزيل من الحلقات
المظهر خادع
على الرغم من الحجم الهائل الظاهر ، فإن الحلقات في الواقع "خفيفة" تمامًا. أكثر من 90٪ من كتلة المادة الموجودة في مدار زحل موجودة في أكبر 62 قمرًا على هذا الكوكب ، تيتان.
21. تقسيم كاسيني
أكبر فجوة بين الحلقات
تقسيم كاسيني هو أكبر فجوة بين الحلقات (عرضها 4700 كم). يقع بين الحلقات الرئيسية B و A.
22. باندورا وبروميثيوس
تحتوي الأقمار الصناعية على نثر الحلقات في الفضاء
تؤثر جاذبية بعض أقمار زحل - خاصةً باندورا وبروميثيوس - أيضًا على الحلقات. وبالتالي ، فإنهم يكبحون تشتت الحلقات في الفضاء.
23. خاتم فيبي
الحلقة تدور في الاتجاه المعاكس
اكتشف علماء الفلك مؤخرًا حلقة جديدة ضخمة حول زحل ، أطلق عليها اسم "حلقة فيبي". تقع الحلقة الجديدة على مسافة 3.7 إلى 11.1 مليون كيلومتر من سطح الكوكب ، وهي مائلة بمقدار 27 درجة مقارنة بباقي الحلقات وتدور في الاتجاه المعاكس.
24. مليار كوكب مثل الأرض يمكن أن يصلح في الحلقة.
الخاتم الجديد متناثر للغاية
الحلقة الجديدة مخلخلة لدرجة أنه يمكن للمرء أن يطير خلالها دون أن يلاحظ حطامًا واحدًا ، على الرغم من حقيقة أن مليار كوكب مثل الأرض يمكن أن يصلح في الحلقة. تم اكتشافه بالصدفة في عام 2009 باستخدام تلسكوب الأشعة تحت الحمراء.
25. العديد من أقمار زحل جليدية
تشكلت الأقمار الصناعية من حلقات بعيدة
بسبب الاكتشافات الحديثة التي تم إجراؤها في عام 2014 ، يعتقد العلماء أن بعض أقمار زحل على الأقل ربما تكون قد تشكلت داخل حلقات هذا الكوكب. نظرًا لأن العديد من أقمار زحل جليدية وأن جزيئات الجليد هي المكون الرئيسي للحلقات ، فقد تم الافتراض بأن الأقمار تشكلت من حلقات بعيدة كانت موجودة من قبل.
في عام 2009 ، اكتشف علماء الفلك: بالإضافة إلى الحلقات الـ 25 المجاورة ، يمتلك زحل حلقة أخرى بالكاد يمكن تمييزها ، وتقع على مسافة أبعد بكثير من البقية. سميت بحلقة فيبي نسبة إلى قمر فيبي. من المفترض أن الحلقة تتكون من جزيئات من هذا القمر الصناعي.
يُظهر الرسم التوضيحي بشكل تخطيطي الحجم الهائل لحلقة فيبي ، مقارنةً بالكوكب نفسه (عدة نقاط في المركز).
تم تضمين هذه الحلقة بجدارة في قائمة أغرب الأشياء التي تم اكتشافها في الكون حتى الآن.
تدور طوق من الغبار حول العملاق الغازي على مسافة حوالي 13 مليون كيلومتر ، أي ما يقرب من 50 مرة من الحلقات الأخرى.
تم اكتشاف حلقة فيبي في عام 2009 من قبل مرصد سبيتزر الفضائي ، والذي يراقب الفضاء في نطاق الأشعة تحت الحمراء وقادر على اكتشاف الجسيمات التي يبلغ حجمها حوالي 10 ميكرون. يتكون طوق غبار فيبي جزئيًا من هذه الجسيمات (قدرت الكثافة لكل متر مكعب مبدئيًا بـ 10-20 جسيمًا).
القمر الصناعي Phoebus ، صورة من جهاز كاسيني
لسوء الحظ ، في 15 مايو 2009 ، نفد المبرد من تلسكوب سبيتزر بحيث لا يمكنه متابعة الملاحظات.
لمزيد من استكشاف الحلقة ، في يونيو 2010 ، أشار علماء الفلك إلى عدسة تلسكوب آخر يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، وهو مستكشف الأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WISE) ، الموجود في مدار قريب من الأرض. وبمساعدته ، ولأول مرة ، كان من الممكن الحصول على صورة لخاتم فيبي بالكامل. في الصورة ، يمكن رؤيتها كسحابة غبار مخلخلة في المستوى الأفقي.
X 
نشرت مجلة Nature في 10 يونيو 2015 دراسة أجرتها مجموعة من العلماء من جامعة ماريلاند وجامعة فيرجينيا ومركز معالجة وتحليل صور الأشعة تحت الحمراء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. حللت الدراسة البيانات التي تم الحصول عليها من تلسكوب وايز.
اتضح أن حجم الحلقة وبعدها عن زحل أكبر من المتوقع. في عام 2009 ، تم تسجيل الجسيمات على مسافة 128 إلى 207 نصف قطر زحل (R S = 60330 كم) من الكوكب. إجمالي البعد الرأسي للحلقة هو 40 RS. وبالتالي ، فإن حلقة فيبي أكبر بعشر مرات من أكبر حلقة سابقًا لـ E.
لم يكن من الممكن قياس المدى الشعاعي الكامل في صور سبيتزر ، وكذلك خصائص جزيئات الغبار.
تظهر الصور من WISE أن حلقة Phoebe أكبر مما كان متوقعًا: فهي تمتد من 100 R S على طول الطريق إلى 270 R S (من 6 ملايين كيلومتر إلى 16 مليون كيلومتر من الكوكب)! أي 30٪ أكثر مما كان يعتقد سابقًا.
قام العلماء بتجميع نموذج للديناميات المدارية للجسيمات التي انطلقت من فيبي نتيجة الاصطدام بأجسام كونية دخيلة ، وقاموا ببناء ملفات تعريف نظرية لتوزيع حجم الجسيمات. وفقا لهم ، ما يصل إلى 10 ٪ من مساحة المقطع العرضي للحلقة جزيئات كبيرةيبلغ نصف قطرها أكثر من 10 سم ، ولم تستطع مداراتها النزول إلى الحلقة لأكثر من 4.5 مليار سنة.
وهكذا ، فإن حلقة فيبي أقدم بكثير من الحلقات الداخلية لزحل. من المحتمل أنها تشكلت في وقت واحد مع النظام الشمسي.
لسوء الحظ ، نفد غاز التبريد في تلسكوب WISE في عام 2010 ، ومنذ ذلك الحين لم نتلق أي معلومات جديدة حول حلقة Phoebe. وفقًا للعلماء ، لا يوجد الآن في الفضاء جهاز واحد يمكن أن يساعد في دراسة هذا الكائن.
كانت الحلقات الجميلة بشكل مذهل هي أول الحلقات التي تم اكتشافها في كوكب زحل. تم القيام بذلك في القرن السابع عشر من قبل الفلكيين العظماء Huygens و Galileo ، الذين شاهدوا من خلال تلسكوباتهم حول العملاق حلقة واسعة... في القرن التاسع عشر ، استطاع عالم الفيزياء الفلكية الروسي أ. بيلوبولسكي والفيزيائي من إنجلترا ج. ماكسويل إثبات أن الحلقة ، التي بدت صلبة من خلال التلسكوبات ، لا يمكن أن تكون كذلك. أظهرت دراسة لاحقة أن زحل هو بالفعل كوكب به حلقات.
حلقات زحل
في البداية ، أثارت الحلقات الإعجاب والمفاجأة ، لكن دراستهم اللاحقة أظهرت أنها ظهرت لسبب ما ، لكنها تلعب دورًا مهمًا في تكوين الكواكب ودراسة الكون. تمكن العلماء من إثبات أن الحلقات تتكون من كمية ضخمةتقع الجسيمات المجهرية والكتل الضخمة من الجليد على طول خط الاستواء. إنها ، وفقًا للمعايير الكونية ، رقيقة ، فقط بضعة كيلومترات ، بينما يصل عرضها إلى مئات الكيلومترات.
الكوكب ذو الحلقات لم يتوقف عن إبهار علماء الفلك. إذا كان يعتقد في البداية أن زحل يحتوي على أربع حلقات فقط ، وتم تحديدها بالأحرف اللاتينية A ، B ، C ، D ، ثم تم إنشاء الخامس فيما بعد ، على مسافة أكبر من الكوكب من البقية. تم تحديده بواسطة الحرف E. صحيح ، حتى وقت ما كان وجود الحلقتين D و E موضع شك بين العلماء.
بعد أن تم إرسال البيانات بواسطة محطات الكواكب الأمريكية ، تمت دراسة المواد والصور الفوتوغرافية للحلقات بدقة. تم الكشف عن السادس (F) بواسطة محطة بايونير 11. تم إرسال صور الحلقتين E و D بواسطة محطة فوييجر 1 ، مما بدد شكوك العلماء حول وجودهما.
كم عدد حلقات زحل
جذب الكوكب مع الحلقات المزيد والمزيد من الاهتمام. مواصلة دراستها ، توصل العلماء إلى اكتشاف مثير. كما اتضح ، ليس هناك ستة ، بل أكثر من ذلك بكثير. لم يتم تحديد العدد الإجمالي ، لكن علماء الفلك يتوقعون أن الرقم قد يصل إلى ألف حلقة.
كما يتضح من الصور التي أرسلتها فوييجر 2 ، تتكون الحلقات الضيقة من حلقات أرق أو ، كما يطلق عليها ، خيوط. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه ليس كل منهم لديه الشكل الصحيح... وجد أن إحدى الحلقات تغير سمكها من 80 إلى 25 كيلومترًا.
لماذا الحلقات تنفصل؟
كيف تفسرون هذا الهيكل الدائري؟ تم التعبير عن العديد من الفرضيات ، ولكن الأكثر إثارة للاهتمام هو أن التقسيم الطبقي للحلقات يحدث بسبب قوى الجاذبية التي تمارسها أقمار زحل ، ليست كبيرة فحسب ، بل صغيرة أيضًا ، والتي تم اكتشافها مؤخرًا نسبيًا باستخدام المركبات الفضائية. لفت علماء الفلك الانتباه إلى عرض الحلقة F الصغيرة ، مقارنة بالآخرين ، واقترحوا أن هذا مرتبط بطريقة ما بالأقمار الصناعية للكوكب. وفقًا للحسابات ، يجب أن يكون هناك اثنان. أحدهما خارج الحلقة والآخر من الداخل. يطلق عليهم "الرعاة". يُعتقد أن الأقمار الصناعية ، التي تعمل على الجسيمات ، تدفعهم إلى الوراء.
ألغاز زحل
زحل كوكب تشكل حلقاته الكثير من الألغاز للإنسان. في الآونة الأخيرة ، اكتشف علماء الفلك ما يسمى بالقضبان - تشكيلات شعاعية تخترق الحلقات لآلاف الكيلومترات. إنها تدور حول الكوكب ، مثل قضبان عجلة حول محور. السؤال الذي يطرح نفسه على الفور ما هو عليه. لا يمكن أن تكون مكونات الحلقات ، لأن جزيئاتها تقع عليها مسافة مختلفةوتتحرك بسرعات مختلفة. هذا من شأنه أن يؤدي إلى تدميرهم السريع.
بعد فحص العديد من الصور وإجراء التحليلات ، توصل العلماء إلى أن المتحدث مع الكوكب يحدثان ثورة كاملة حول محور زحل. وقد جعل ذلك من الممكن افتراض أنها تقع على مسافة معينة من الحلقات وتمسك بها باستخدام القوى الكهروستاتيكية. يؤدون حركتهم مع الكوكب تحت التأثير حقل مغناطيسيالكواكب ، لكنها تتكون ، مثل الحلقات ، من جسيمات صغيرة. في الحلقة F ، تم العثور على نسج من حلقات الخيوط الدقيقة والتكثيف. هذا هو سر كوكب زحل. لا يستطيع علماء الفلك حتى الآن تفسير سبب حدوث ذلك. لا يوجد سوى افتراض أن القوى الكهرومغناطيسية تؤثر عليهم.
حلقات الكواكب الأخرى
في عام 1977 ، أثناء دراسة أورانوس ، تم اكتشاف الحلقات ، مما أدى إلى بعض الارتباك لدى العلماء ، حيث كان يعتقد قبل ذلك أن هذه الظاهرة هي زحل فقط. بدأ العلماء يفكرون في الكواكب التي لها حلقات. اكتشفت فوييجر 1 حلقة خافتة حول كوكب المشتري. اليوم من المعروف أن جميع الكواكب الغازية العملاقة في النظام الشمسي بها هذه الكواكب. هناك أربعة كواكب من هذا القبيل - زحل ، كوكب المشتري ، نبتون ، أورانوس. استكملت هذه القائمة بالكويكب خاريكلو ، ووفقًا لعدد من العلماء ، فإنهم موجودون على قمر زحل - ريا.
من المفترض أن الكواكب الأخرى محاطة أيضًا. لكن لم يعرف بعد أي الكواكب لها حلقات. تؤكد حسابات بعض علماء الفلك وجودهم حول الكوكب القزم بلوتو. لكن حتى الآن ، لم يتم تأكيد ذلك ، كما في حالة القمر الصناعي ريا.
حلقات المشتري
كوكب غازي عملاق آخر به حلقات هو كوكب المشتري. نظامهم ضعيف ، ويتكون من الغبار ويتضمن أربعة مكونات: حلقة سميكة مصنوعة من جزيئات - هالو ، رقيقة جدًا وكثيفة - الحلقة الرئيسية واثنتان ضعيفتان وواسعتان ، تسمى حلقات العنكبوت. كما يفترض العلماء ، فهي تتكون من الغبار من الأقمار الصناعية للكوكب. يُعتقد أن حلقة أخرى موجودة ، لكن لا يوجد تأكيد على ذلك حتى الآن.
حلقات نبتون
الكوكب ذو الحلقات في النظام الشمسي هو عملاق الغاز نبتون. تم اكتشاف هيكلها مؤخرًا نسبيًا ولم تتم دراستها كثيرًا. يتكون من خمسة مكونات تتكون من جزيئات الجليد المطلية بالسيليكات ومادة كربونية غير معروفة حتى الآن. الحلقات تسمى Adams و Le Verrier و Halo و Lassell و Arago.
حقيقة مثيرة للاهتمام هي أن الحلقة الأولى تم اكتشافها بواسطة رائد الفضاء الأمريكي E. Guian. لكن لاحقًا ، عند إجراء الملاحظات ، لاحظ علماء الفلك أنها لم تكن كاملة ، تشبه حلقات المكبس. دخل الكوكب في ذلك الوقت في الظل. لماذا حدث هذا لا يزال غير واضح. الحلقة الخارجية لها خمسة أقواس. أصلهم أيضا غير واضح. كشفت الصور من فوييجر 2 حلقات أضعف ، ذات هيكل ضخم.
حلقات اورانوس
تم اكتشاف نظام مكون من 13 حلقة بالقرب من الكوكب ، يتكون من جليد الماء والمواد العضوية والغبار والأشياء ، يتراوح حجمها بين عدة عشرات من السنتيمترات إلى 20 مترًا. فهي مظلمة للغاية ومبهمة وليست واسعة. من المفترض أن هناك حلقات وأقواس غبار ضعيفة بين المكونات الرئيسية للنظام. يُعتقد أن النظام قد تشكل من اصطدام الأقمار الصناعية التي كان الكوكب بها سابقًا.
في الأسبوع الماضي ، بدأت المركبة الفضائية كاسيني الجزء الأخير منها برنامج علمي: "يغوص" بين حلقات زحل. أول 20 غطسة في مستوى الحلقات ستحدث بعيدًا عن الغاز العملاق ، خلف الحلقة F ، ثم بعد مناورة الجاذبية ، سينتقل الجهاز إلى مدارات قريبة من الكوكب. بحلول منتصف سبتمبر 2017 ، ستدخل كاسيني الأجواء الكثيفة وتكمل مهمتها المتعددة السنوات. بمناسبة بدء هذا الخطير ولكن جدا برنامج مثير للاهتمامبحث ، قمنا بإعداد دليل لحلقات زحل ، والذي سيساعدك على معرفة ما سيدرسه الجهاز.
يعلم الجميع أن زحل ، الكوكب السادس من الشمس وثاني أكبر كوكب بعد المشتري ، لديه أفخم نظام حلقات (اقرأ: متطور وضخم) في النظام الشمسي بأكمله. بالطبع ، تمتلك الكواكب الأخرى أيضًا حلقات ، على سبيل المثال ، كوكب المشتري ونبتون - ويتوقع علماء الفيزياء أنه في حوالي 20-40 مليون سنة سيكونون أيضًا على المريخ. لكن كل هذه الحلقات لا يمكن مقارنتها بحلقات زحل. يبلغ عرض النظام الرئيسي للحلقات وحدها (C ، B ، A) 60 ألف كيلومتر - وهذا يعادل نصف قطر الكوكب. إلى جانب الحلقات الخافتة ، تمتد لأكثر من 12 مليون كيلومتر. سنتحدث بمزيد من التفصيل عن أكبر وأبعد حلقات زحل بعد قليل.
بادئ ذي بدء ، قليلاً عما تسمى حلقات زحل. تمت تسمية الأنظمة الرئيسية بأحرف لاتينية بترتيب اكتشافها. هذا هو السبب في العد من الطبقات العلياالغلاف الجوي ، تقع الحلقات على النحو التالي: D ، C ، B ، A ، F ، G ، E. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حلقات سميت على اسم أقمار الكوكب: Janus-Epitmeteus و Phoebe. ليس من السهل الإجابة عن السؤال المتعلق بعدد حلقات زحل إجمالاً - فالأمر يعتمد على الطريقة التي تنظر بها إليها. على سبيل المثال ، في تلسكوب أرضي ، سترى على الأرجح حلقتين ، ويمكن لكاسيني تمييز الشقوق الموجودة بالداخل بسهولة حلقات كبيرةويحسب عشرات الكيانات. حوالي 30 منهم لديهم أسمائهم الخاصة.
هناك نظريات مختلفة حول أصل الحلقات وعمرها. يقترح البعض أن عمر الحلقات 100 مليون سنة فقط - حوالي 2٪ من عمر النظام الشمسي. في إصدارات أخرى ، قد تكون الحلقات في نفس عمر زحل نفسه. إحدى النظريات الشائعة هي أن الحلقات كانت ذات يوم قمرًا صناعيًا كبيرًا نسبيًا يدور بالقرب من الكوكب. أدى ذلك إلى تدميره بفعل جاذبية زحل. تقدر الكتلة الإجمالية للمواد في حلقات الكوكب بـ 3 × 10 19 كيلوجرامًا ، أي أقل بألف مرة من كتلة قمر الأرض. معظم الحلقات مصنوعة من الجليد ، لكن تكوين المكونات الأخرى ، على وجه الخصوص ، يمنحها لونًا برتقاليًا ورديًا ، لا يزال غير معروف.
د الدائري
حلقة D (مملة)
لنبدأ بالحلقة الأقرب إلى زحل ، D. على الرغم من كونها مملة إلى حد ما وليست جزءًا من نظام الحلقة الرئيسي ، فإن قربها من العملاق يخلق أنماطًا غير عادية عليها. تقع الحافة الداخلية للحلقة على بعد حوالي سبعة آلاف كيلومتر من غيوم الكوكب: على مقياس الأرض ، سيكون ارتفاعها ضعف ارتفاع محطة الفضاء الدولية - 800 كيلومتر فوق السطح. عرض الحلبة 7.5 ألف كيلومتر. عند الاقتراب منه في عام 1980 ، لاحظت فوييجر 1 عدة حلقات منفصلة فيها ، والتي تبين عند الفحص الدقيق أنها موجات. وتجدر الإشارة إلى أن سمك الحلقات ليس كبيرًا ، خاصة بالمقارنة مع العرض - في كثير من الحالات لا يتجاوز عدة أمتار. وتراوح ارتفاع الأمواج من مترين إلى عشرين متراً. يدعي الفيزيائيون أن مصدر الأمواج هو اضطراب الجاذبية ، على سبيل المثال ، من مذنب عابر - لوحظ شيء مشابه لاحقًا في حلقات كوكب المشتري بعد سقوط المذنب شوميكر ليفي 9.
C- الدائري
المنطقة الداخلية للحلقة C. يمتد كولومبو سليت إلى يمين الوسط.
مباشرة بعد الحلقة D توجد حلقة C مضيئة بعرض 17.5 ألف كيلومتر. تم اكتشافه في عام 1850 من قبل علماء الفلك الأمريكيين ويليام وجورج بوند. مثل D ، أظهر أيضًا موجات الجاذبية. تحتوي الحلقة C على 1/3000 من الكتلة الكاملة لمادة حطام حلقات زحل. من بين الهياكل الداخلية ، يمكن للمرء أن يميز فتحة كولومبو ، التي يوجد بداخلها حلقة صغيرة في صدى مداري مع تيتان (أكبر قمر لكوكب زحل). يبلغ عرض الفجوة حوالي 150 كيلومترًا. بالإضافة إليها ، هناك ثلاث "فجوات" أصغر في الحلبة - ماكسويل وبوند وديفيز
يحضر
ب- الدائري الحافة الخارجية
التالي هو الأكثر سطوعًا وكتلًا من بين جميع حلقات زحل - ب. من حيث الكتلة الكلية ، فإنه يمكن مقارنته بـ Mimas (سابع أكبر قمر صناعي على كوكب الأرض) ، وسماكة الجسم من خمسة إلى خمسة عشر مترًا . يصل عرض الحلقة B إلى 25.5 ألف كيلومتر ، أي حوالي ثلث قطر زحل. داخله ، بالمناسبة ، يوجد أقرب قمر صناعي إلى العملاق ، والذي لم يحصل بعد على اسم تافه - S / 2009 S 1.
الميزة الأكثر بروزًا للحلقة B هي التشكيلات الرأسية على حافتها الخارجية. يبلغ ارتفاعها أكثر من 2.5 كيلومتر - لاحظتها "كاسيني" من الظلال الطويلة التي ألقتها خلال الاعتدال الزحل.
شق كاسيني
على اليمين توجد المنطقة الخارجية للحلقة B. الشق الأسود في المركز هو شق Huygens مع حلقة Huygens لامعة بالداخل ، وهي جزء من قسم Cassini. الجهه اليسرىلقطة تشير أيضا إلى القسمة
بين الحلقات B و A هي واحدة من أكثر الهياكل تعبيرا عن النظام - كاسيني جاب (أو التقسيم). وهي متاحة للرصد من الأرض باستخدام تلسكوبات هواة أعلى من الطبقة المتوسطة. يبلغ عرضها 4.5 ألف كيلومتر - يمكن مقارنتها بعرض الحلقة D. تم اكتشاف الجسم في القرن السابع عشر من قبل عالم الفلك الفرنسي من أصل إيطالي جيوفاني دومينيكو كاسيني. أظهرت الملاحظات باستخدام فوييجر 1 أن هناك مادة داخل الفجوة تشبه تلك الموجودة في الحلقة C ، بالإضافة إلى فجوات "حقيقية" (على سبيل المثال ، فجوة Huygens التي يبلغ طولها 300 كيلومتر).
خاتم
شق Encke في الحلقة A.
على مسافة تزيد عن 60 ألف كيلومتر من سطح زحل ، تقع الحلقة أ - الحلقة الخارجية لنظام الحلقة الرئيسية. إنه أفتح من الحلقة B وأخف 7 مرات. عرض الجسم 14.6 ألف كيلومتر وسمكه 10-30 مترا. يُعتقد أن هذه واحدة من أصغر حلقات زحل بسبب التوزيع غير المتكافئ لدرجات الحرارة فيها.
هناك العديد من الأقمار الصناعية الكبيرة نسبيًا داخل الحلقة A: 20 كيلومترًا Pan و 7 كيلومترات Daphnis و 32 كيلومترًا أطلس. يشكل تأثير الجاذبية حواف الجسم. مثل داخل الحلقات الأخرى ، فإنه يحتوي على شقوق كبيرة ، على سبيل المثال ، بطول 325 كيلومترًا ، Encke Crack.
حلقة F
F- خاتم وبروميثيوس
على مسافة 2.6 ألف كيلومتر من الحافة الخارجيةالحلقات A و 140 ألف كيلومتر من مركز زحل هي الحلقة الأكثر تقلباً في زحل - F. بعرض 30-500 كيلومتر فقط ، تجذب انتباه علماء الفلك كنظام ديناميكي غير عادي. الحلقة F ممسكة بالجاذبية بواسطة أقمار "الراعي": بروميثيوس وباندورا. وفقًا لإحدى النظريات ، يرجع ذلك إلى التدمير الجزئي لقمرين صناعيين اصطدامهما ببعضهما البعض ، والذي أصبح فيما بعد "رعاة". بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف قمر صناعي صغير آخر داخل هذه الحلقة ، مما أدى إلى تعقيدات إضافية في ديناميات الجسم.
خاتم يانوس إبيميثيوس
تم وضع علامة على حلقة Janus-Epimetheus بصليب
يتبع الحلقة F جسم خافت جدًا - حلقة Janus-Epimetheus. إنه جدير بالملاحظة من نواح كثيرة بسبب ما كان بفضل "كاسيني". من خلال حلقة Janus-Epimetheus ، طار الجهاز مؤخرًا ، لفحص تكوين وحجم الجزيئات فيه. بالمناسبة ، من المقرر "الغوص" التالي في 11 كانون الأول (ديسمبر) 2016.