منذ أن شوهدت لأول مرة من خلال التلسكوب، حيرت حلقات زحل علماء الفلك.
لكن فريقًا من الباحثين يعتقدون الآن أنهم اكتشفوا أصول الحلقات الغامضة.
تشير سلسلة جديدة من عمليات المحاكاة الحاسوبية العملاقة إلى أن اصطدامًا هائلاً بين قمرين جليديين قبل بضع مئات الملايين من السنين قد يكون قد أدى إلى تكوينهما.
ويمكن أن يساعد ذلك في تفسير سبب ظهور الحلقات “أصغر سنا” بكثير من الكوكب نفسه.
أحدث القياسات عالية الجودة لزحل جاءت من المركبة الفضائية كاسيني، التي أمضت 13 عامًا في دراسة الكوكب وأنظمته بعد دخولها مدار زحل في عام 2004.
منذ أن شوهدت لأول مرة من خلال التلسكوب، حيرت حلقات زحل علماء الفلك. لكن فريقًا من الباحثين يعتقدون الآن أنهم اكتشفوا أصول الحلقات الغامضة
تشير سلسلة جديدة من عمليات المحاكاة الحاسوبية العملاقة إلى أن اصطدامًا هائلاً بين قمرين جليديين قبل بضع مئات الملايين من السنين قد يكون قد أدى إلى تكوينهما
التقطت المركبة بيانات دقيقة من خلال المرور وحتى الغوص في الفجوة بين حلقات زحل والكوكب نفسه.
وجدت كاسيني أن الحلقات عبارة عن جليد نقي تقريبًا، وقد تراكم القليل جدًا من التلوث الغباري منذ تكوينها، مما يشير إلى أنها تكونت خلال الفترة الأخيرة من حياة النظام الشمسي.
أثار اهتمام شباب الحلقات العلماء من وكالة ناسا، وكذلك جامعتي دورهام وجلاسكو، بوضع نموذج لما قد تبدو عليه الاصطدامات المختلفة بين الأقمار السابقة.
تم إجراء عمليات المحاكاة هذه باستخدام دقة أعلى بأكثر من 100 مرة من الدراسات السابقة، مما أعطى العلماء أفضل الأفكار حول تاريخ نظام زحل.
وقال الدكتور فنسنت إيكي، من جامعة دورهام: “لقد اختبرنا فرضية التكوين الأخير لحلقات زحل ووجدنا أن تأثير الأقمار الجليدية قادر على إرسال ما يكفي من المواد بالقرب من زحل لتشكيل الحلقات التي نراها الآن”.
وجدت كاسيني أن الحلقات عبارة عن جليد نقي تقريبًا وقد تراكم عليها القليل جدًا من التلوث الغباري منذ تكوينها، مما يشير إلى أنها تكونت خلال الفترة الأخيرة من حياة النظام الشمسي.
“يؤدي هذا السيناريو بطبيعة الحال إلى حلقات غنية بالجليد لأنه عندما تصطدم الأقمار السلفية ببعضها البعض، فإن الصخور الموجودة في قلب الأجسام المتصادمة تكون متناثرة على نطاق أقل من الجليد المغطي.”
تعيش حلقات زحل اليوم بالقرب من الكوكب ضمن ما يعرف باسم حد روش – وهو أبعد مدار تكون فيه قوة جاذبية الكوكب قوية بما يكفي لتفكيك الأجسام الأكبر من الصخور أو الجليد التي تقترب منها.
يمكن للمواد التي تدور في مدارات أبعد أن تتجمع معًا لتشكل الأقمار.
ومن خلال محاكاة ما يقرب من 200 نسخة مختلفة من الاصطدام، اكتشف فريق البحث أن مجموعة واسعة من سيناريوهات الاصطدام يمكن أن تبعثر الكمية المناسبة من الجليد إلى حد روش لزحل، حيث يمكن أن يستقر في حلقات جليدية مثل حلقات زحل اليوم.
وبما أن العناصر الأخرى في النظام تحتوي على تركيبة مختلطة من الجليد والصخور، فإن التفسيرات البديلة لم تكن قادرة على تفسير سبب عدم وجود أي صخور تقريبًا في حلقات زحل.
ونشرت النتائج في مجلة الفيزياء الفلكية.