زحل هو كوكب غير عادي من بعض النواحي الواضحة ، وأبرزها نظام حلقاته المتقن. لكنه غريب من بعض النواحي الأقل وضوحًا: يبدو أن الحلقات أصغر بكثير من الكوكب ، وهي ثابتة في مستوى مدار زحل ، بينما يتحرك محور دوران الكوكب بشكل كبير.
تشير دراسة نمذجة جديدة نُشرت في طبعة الأمس من Science إلى أن هناك تفسيرًا واحدًا لهذه الشذوذ. يفترض هذا وجود قمر إضافي ينشط تفاعلات الجاذبية التي تفسر تذبذب زحل الكبير. ومع ذلك ، في عملية هذا التفاعل ، تم إجبار القمر على الخروج من المدار ، واقترب من زحل ، ودمر ، مكونًا الكائن الدائري. في حين أن النماذج لا تخبرنا بما حدث بالضبط ، فإنها يمكن أن تعطينا بعض المؤشرات عما نحتاج إلى البحث عنه لتحديد مدى احتمالية حدوث هذه الأحداث.
شرح الحالات الشاذة
عمر النظام الشمسي أكثر من 4 مليارات سنة. إذا افترضنا أنها تبدو دائمًا كما هي الآن ، فيبدو أنها تضع علاوة على الاستقرار. ومع ذلك ، فإن نظام ساتورن ديناميكي للغاية. أكبر قمر ، تيتان ، يبتعد عن الكوكب ؛ وفي مكان آخر ، تُغذي السخانات ، إنسيلادوس ، المواد في حلقة ؛ تتكثف أقمار أصغر من مادة من حلقات أخرى. لذلك هناك أسباب للاعتقاد بأن زحل لم يكن دائمًا على ما هو عليه الآن.
واحدة من الأشياء التي من غير المرجح أن تكون ثابتة هي الحلقات. يقدر العلماء عمرهم بحوالي 100 مليون سنة ، بناءً على التفاعلات مع الأقمار القريبة وتغيرات اللون التي تتراكم بمرور الوقت في بيئة عالية الإشعاع. على الرغم من وجود بعض الخلاف حول رقم 100 مليون سنة ، إلا أن تفسير وجودهم في هذه المرحلة من تاريخ النظام الشمسي لا يزال يمثل تحديًا.
غير راضٍ عن هذا التحدي ، فقد ألقى الفريق الذي يقف وراء العمل الجديد في ثانية واحدة: تذبذب دوران زحل الكبير ، حيث يكون محور دورانه أكثر من 25 درجة عموديًا على مستوى مدار زحل. إنه كبير جدًا بحيث لا يتم إنتاجه أثناء تكوين الكوكب.
في هذه الحالة ، هناك بعض الأفكار حول كيفية حدوث ذلك في تاريخ الكوكب. يمكن أن يدخل زحل ما يسمى “الرنين المداري” مع نبتون. بشكل عام ، متوسط تفاعلات الجاذبية بين الكواكب على مدى ملايين السنين. لكن في الاهتزازات ، تكون الفترات المدارية متتابعة ، بحيث تظهر تكوينات معينة من الأجسام بشكل متكرر. في هذه الحالة ، تصبح بعض تفاعلات الجاذبية أقوى من المتوسط ، مسببة تأثيرات تتراكم بمرور الوقت. في حالة زحل ونبتون ، قد يؤثر الاهتزاز على اتجاه أقطاب زحل.
بينما تعمل الرياضيات ، لا نعرف ما يكفي عن بعض تفاصيل نظام زحل لتحديد ما إذا كان له بالفعل صدى مع نبتون. ولكن بفضل عقود من البيانات من المركبة الفضائية كاسيني ، لدينا الآن البيانات التي نحتاجها لتقليل حالات عدم اليقين.