كشف أسرار زحل: اصطدام كارثي قد يفسر ميلانه وقمره هايبريون وحلقاته

عالمي - وكالة أنباء إخباري

كشف أسرار زحل: اصطدام كارثي قد يفسر ميلانه وقمره هايبريون وحلقاته

في فرضية جديدة جريئة يمكن أن تعيد تعريف فهمنا للكوكب الثاني الأكبر في نظامنا الشمسي، يقدم علماء الكواكب نظرية تربط العديد من السمات المميزة لزحل – ميله المحوري الواضح، وقمره الغامض هايبريون، وحلقاته الخلابة – باصطدام كارثي واحد حدث قبل حوالي 400 مليون سنة. يشير هذا الحدث الدراماتيكي، الذي شمل قمر زحل العملاق تيتان وجسمًا سماويًا كان موجودًا سابقًا، إلى ماضٍ أكثر اضطرابًا للعملاق الغازي مما كان متصورًا في السابق.

لعقود من الزمان، حيرت أصول خصائص زحل الفريدة علماء الفلك. حلقاته المذهلة، التي غالبًا ما تُعتبر شابة نسبيًا في المصطلحات الكونية، وميلانه المحوري الكبير كانت مواضيع نقاش حاد. كما أن المظهر الإسفنجي الغريب والتقلب الفوضوي لهايبريون، أحد أقمار زحل الأكثر غرابة، لم يكن لهما تفسير حاسم. الآن، يقترح بحث قاده ماتيا كوك، عالم الكواكب في معهد سيتي في ماونتن فيو، كاليفورنيا، ونُشر في دراسة قُدمت إلى arXiv.org، سردًا موحدًا لهذه الألغاز الكونية.

يرتكز أساس هذه النظرية الجديدة على إعادة تقييم علاقة زحل بنبتون. لطالما افترض علماء الكواكب وجود "رنين ثابت بين الدوران والمدار" بين العملاقين الغازيين، حيث كانت تذبذباتهما الدورانية والمدارية متزامنة. ومع ذلك، كشفت بيانات من مهمة كاسيني التابعة لناسا، التي درست زحل بدقة من عام 2004 إلى عام 2017، عن عدم تطابق طفيف. في حين أن هذا الانحراف دقيق، إلا أنه يشير إلى أن الرنين قد انكسر مؤخرًا نسبيًا، ربما قبل بضع مئات الملايين من السنين، وهو إطار زمني يتوافق بشكل مثير مع حدث الاصطدام المقترح.

يوضح كوك: "هذا يخبرنا أنه كان هناك بعض الاضطراب في نظام زحل الخارجي". يفترض فريقه اضطرابًا من مرحلتين. تشمل المرحلة الأولية "قمرًا محكومًا"، أطلقوا عليه اسم بروتو-هايبريون، يصطدم بعنف مع تيتان. سيكون لهذا الاصطدام تأثير تحويلي: فقد كان سيغير تأثير جاذبية تيتان على محور دوران زحل، وبالتالي يعطل الرنين مع نبتون. والأهم من ذلك، يُفترض أن الحطام الناتج عن هذا الاصطدام الهائل قد تجمع بمرور الوقت، مكونًا هايبريون الحالي، وهو قمر مسامي غير منتظم الشكل يواصل رحلته الفوضوية عبر الفضاء.

بالإضافة إلى تشكيل هايبريون، يُعتقد أيضًا أن هذا الاصطدام قد دفع تيتان إلى مدار أكثر غرابة واتساعًا تدريجيًا. هذا المسار المتغير، على مدى مئات الملايين من السنين اللاحقة، كان يمكن أن يزعزع استقرار نظام أقمار زحل الداخلية من خلال الجاذبية. يقترح كوك وزملاؤه أن هذا أدى إلى "كارثة بطيئة الحركة"، حيث اصطدمت هذه الأقمار الداخلية وتفتتت، مما أدى في النهاية إلى ظهور حلقات زحل الرائعة وجيل جديد من الأقمار الداخلية الأصغر.

يقدم هذا السيناريو المعقد بديلاً مقنعًا للمقترحات السابقة. وتحديداً، اقترح عالم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جاك ويزدوم وفريقه في عام 2022 أن الانقطاع في علاقة زحل ونبتون وتشكيل الحلقات كان مرتبطًا بقمر افتراضي يُدعى كريسَالِس. في نموذج ويزدوم، سحب كريسَالِس محور زحل، وكسر الرنين، ثم تفتت إلى حلقات بعد أن اقترب بشكل خطير من الكوكب. بينما يعترف كوك بالعمل الأساسي لويزدوم، فإنه يرى أن تشكيل هايبريون هو دليل مباشر وأكثر قوة، حيث تشير حساباته إلى أن التكوين المداري الحالي لهايبريون استقر خلال الـ 400 مليون سنة الماضية، مما يعزز جدوله الزمني المقترح.

يشير البحث الجديد إلى أن بروتو-هايبريون كان أكبر بكثير من كريسَالِس الذي اقترحه ويزدوم. تشير محاكاة الكمبيوتر لاصطدام بروتو-هايبريون وتيتان إلى أن تيتان سينجو من الاصطدام، بينما ستتجمع المواد المتفتتة لتشكل هايبريون الحالي. ومع ذلك، إذا لم يكن كريسَالِس هو مصدر الحلقات، يجادل فريق كوك بوجود أصل مختلف، ربما يتضمن المزيد من "الأقمار المفقودة" في تاريخ زحل المبكر. يفترضون أن تطور مدار تيتان بعد الاصطدام كان يمكن أن يؤدي، على مدى مئات الملايين من السنين، إلى رنين مع أحد تلك الأقمار الداخلية، مما يعدل مدار هذا القمر حتى اصطدم بآخر.

يعرب ويزدوم عن تحفظاته بشأن سيناريو كوك، لا سيما ما يترتب عليه من أن جميع الأقمار الداخلية يجب أن تكون صغيرة نسبيًا. ويشير إلى ميماس، وهو قمر داخلي آخر، تشير سطحه المليء بالفوهات إلى عمر أقدم بكثير. يقول ويزدوم: "حججهم لا تبطل سيناريونا"، واصفًا اقتراح كوك بأنه "سيناريو مختلف تمامًا وأكثر تعقيدًا". يرد كوك بأن فوهات ميماس كان يمكن أن تتشكل بسرعة نسبيًا في نظام زحل الداخلي الفوضوي المبكر. يتفق الباحثان على أن هناك حاجة إلى محاكاة أكثر تفصيلاً لنظام زحل لإظهار الصورة الأكثر معقولية، مما يترك الباب مفتوحًا لاحتمال وجود نظرية هجينة أو اكتشاف جديد تمامًا. تستمر ألغاز زحل في الإلهام، وتدفع حدود علم الكواكب.

وكالة أنباء إخباري