حلقه‌های زحل ممکن است قدیمی‌تر از حد تصور قبل باشند

طبق یک مطالعه مدل‌سازی، حلقه‌های زحل می‌توانند بسیار قدیمی‌تر از چیزی باشند که قبلا تصور می‌شد و ممکن است تقریباً همزمان با این سیاره شکل گرفته باشند.

در قرن بیستم، دانشمندان تصور می‌کردند که حلقه‌های زحل همراه با این سیاره در حدود ۴/۵ میلیارد سال پیش شکل گرفته‌اند. اما زمانی که فضاپیمای «کاسینی» ناسا در سال ۲۰۰۴ از زحل بازدید کرد، متوجه شد که حلقه‌ها به‌طور قابل ملاحظه‌ای عاری از آلودگی سنگ‌های فضایی کوچک (معروف به غبار کیهانی) به‌نظر می‌رسند. یعنی تکه‌های یخی که حلقه‌ها از آن‌ها تشکیل شده‌اند در اثر برخورد با سنگ‌های فضایی کوچک کثیف نشده‌اند. این ظاهر بکر نشان می‌داد که حلقه‌ها بسیار جوان‌تر هستند و تخمین زده شد که سن آنها بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیون سال است.

اکنون به‌گزارش نیوساینتیست، «ریوکی هیودو»، دانشمند سیاره‌شناس در مؤسسه علوم فضا و فضانوردی در ژاپن و همکارانش محاسبه کرده‌اند که حلقه‌های زحل باید در برابر آلودگی غبار کیهانی بسیار مقاوم‌تر باشند؛ به همین دلیل می‌توانند ظاهری تمیز را برای مدت طولانی حفظ کنند. هیودو و تیمش سن جدیدی را برای حلقه‌ها محاسبه نکرده‌اند، اما پیشنهاد می‌دهند که حلقه‌ها ممکن است به اندازه‌ی خود سیاره قدیمی باشند.

تیم هیودو برای کسب اطلاعات بیشتر درباره حلقه‌ها، از مدل‌سازی کامپیوتری برای اجرای شبیه‌سازی برخوردهای ریزشهاب‌واره‌ها استفاده کرد. این شبیه‌سازی‌ها تعیین کردند که ریزشهاب‌واره‌ها با سرعت کافی به حلقه‌ها برخورد می‌کنند تا بخار شوند و به دمای اوج تقریباً ۱۰,۰۰۰ درجه سلسیوس برسند. به عبارت دیگر، هیچ ماده جامدی در حلقه‌ها باقی نمی‌ماند.

سرعت بالای برخورد ریزشهاب‌واره‌ها به زحل باعث می‌شود تمام گرد و غبار آنها تبخیر شود

شبیه‌سازی‌های اضافی نشان دادند که بخار ناشی از ریزشهاب‌واره‌ها گسترش پیدا می‌کند، خنک می‌شود و سپس نانوذرات و یون‌های بارداری را تشکیل می‌دهد که به زحل برخورد و از جاذبه آن فرار می‌کنند یا به جو سیاره کشیده می‌شوند. در هر صورت، حلقه‌ها تمیز می‌مانند و ظاهر نسبتاً جوان خود را حفظ می‌کنند.

اگر حلقه‌های زحل قدیمی‌تر باشند، توضیح آن‌ها نیز آسان‌تر است. منظومه شمسی میلیاردها سال پیش بسیار آشفته‌تر بود و احتمال وقوع رویدادی مانند برخورد بین سیارک‌ها یا سیارات کوچک را افزایش می‌داد. آن برخوردهای باستانی باعث ایجاد ابرهایی از بقایا شدند که به دور زحل پیچیدند و به حلقه‌های آن را شکل دادند.

درحال حاضر نتایج مطالعه‌ی اخیر فقط یک فرضیه است؛ اما مطمئناً چندین سؤال درمورد زحل و حلقه‌های آن را حل می‌کند. هیودو و همکارانش در تلاش هستند تا یافته‌های خود را بیشتر بررسی کنند.

«لطفی بن جافل»، محقق مؤسسه اخترفیزیک پاریس در فرانسه که در هیچ یک از پژوهش‌ها شرکت نداشت، به لایوساینس گفت تحقیقات جدید نشان می‌دهد که حلقه‌ها قدیمی‌تر از آن چیزی هستند که در سال‌های اخیر ادعا شده است؛ اما درعین‌حال تاکید کرد که تیم هیودو هنوز به بهبود مدل‌سازی خود برای ارائه‌ی تخمین سنی دقیق‌تر نیاز دارد.

باتوجه به تعدد سیارات فراخورشیدی گازی شناسایی شده، حلقه‌ها می‌توانند در خارج از منظومه شمسی رایج باشند. اما اطلاعات دانشمندان از آنها محدود است؛ بنابراین شناخت حلقه‌های زحل و تخمین سن آنها می‌تواند دانش کنونی ما را درباره این نوع سیارات افزایش دهد.