منشأ حلقههای زحل: برخورد دو قمر باستانی در ۱۰۰ میلیون سال پیش
مطالعه جدیدی با شبیهسازیهای کامپیوتری نشان میدهد که حلقههای زحل ممکن است نتیجه برخورد دو قمر باستانی، از جمله یک «پیش-تیتان»، در ۱۰۰ میلیون سال پیش باشند.
منشأ جوان حلقههای زحل: فرضیه برخورد دو قمر باستانی
سیاره زحل، با حلقههای خیرهکنندهاش و ۲۷۴ ماه شناختهشده، همواره کانون توجه اخترشناسان بوده است. یک پژوهش جدید، فرضیه مهمی را مطرح کرده است که نه تنها ظهور حلقههای نسبتاً جوان زحل را توضیح میدهد، بلکه معمای مدار غیرعادی بزرگترین ماه آن، «تیتان»، را نیز حل میکند. این فرضیه مبتنی بر یک برخورد باستانی میان دو جرم آسمانی در منظومه زحل است که تخمین زده میشود حدود ۱۰۰ میلیون سال پیش رخ داده باشد، یعنی زمانی که دایناسورها هنوز بر زمین حکمفرما بودند.
تیمی از محققان موسسه SETI با استفاده از شبیهسازیهای کامپیوتری، فرضیهای را که پیشتر در سال ۲۰۲۲ مطرح شده بود، تقویت کردند. این ایده بیان میکند که اگر زحل یکی از ماههای خود را در بازه زمانی نسبتاً کوتاهی از نظر نجومی از دست داده باشد، بسیاری از تناقضات مربوط به ویژگیهای فعلی سیستم زحل برطرف میشود. «ماتیا چوک»، نویسنده اصلی این پژوهش، تأکید کرده است که کلید رمزگشایی این معما در رفتار و ویژگیهای ماه کوچک و نامنظم «هایپریون» (Hyperion) نهفته بود. شبیهسازیها نشان دادند که در سناریوهای معمول، وجود یک ماه اضافی ناپایدار همواره منجر به نابودی یا تغییر شدید مدار هایپریون میشد.
ادغام پیش-تیتان و ظهور حلقهها
محققان به این نتیجه رسیدند که برای حفظ ساختار فعلی، احتمالاً در گذشته نه یک، بلکه دو قمر پیشنیاز وجود داشتهاند: یک قمر بزرگتر به نام «پیش-تیتان» (Proto-Titan) و یک قمر کوچکتر به نام «پیش-هایپریون». برخورد و ادغام این دو جسم، تیتان امروزی را خلق کرده است. این ادغام بزرگ میتواند دو ویژگی مهم تیتان را توضیح دهد: مدار بسیار بیضیشکل و غیرعادی آن، و همچنین کمبود نسبی دهانههای برخوردی روی سطح آن که حاکی از یک تاریخچه خشونتآمیز زمینساختی یا برخوردی است.
حادثه مهم دیگر، تأثیر این برخورد بر ماههای کوچکتر بود. شبیهسازیها نشان دادند که مدار ناپایدار تیتان بلافاصله پس از این برخورد، باعث ایجاد اختلال شدید در مدار ماههای داخلی کوچکتر شد. این قمرهای کوچکتر در مسیرهای ناپایداری رها شدند که در نهایت به متلاشی شدن آنها انجامید. متلاشی شدن این قمرهای داخلی، منشأ حلقههای جوان زحل است که دانشمندان قدمت آنها را حدود ۱۰۰ میلیون سال تخمین میزنند.
- ماموریتهای فضایی اولیهای مانند «Pioneer 11» و «Voyager» اطلاعات اولیه را ارائه دادند.
- دادههای دقیق ماموریت «Cassini» چالشهایی جدی برای مدلهای قدیمیتر درباره تاریخچه حلقهها و ماههای زحل ایجاد کرد.
- یافتههای جدید مبتنی بر مدلسازی کامپیوتری برخورد دو قمر پیشساز برای تشکیل تیتان و حلقهها در ۱۰۰ میلیون سال قبل است.
- مدار بیضیشکل تیتان یکی از بزرگترین شواهد برای تأیید سناریوی ادغام دو قمر است.
- تأیید نهایی این فرضیه نیازمند دادههای میدانی است که قرار است توسط ماموریت Dragonfly ناسا در سال ۲۰۳۴ به دست آید.
«شبیهسازیها نشان دادند که مدار ناپایدار تیتان پس از این برخورد، باعث آشفتگی در مدار ماههای داخلی کوچکتر شده است.»
به گفته محققان، کشف این سناریو نه تنها نحوه شکلگیری حلقهها را روشن میکند، بلکه معمای ماه تایتان را نیز حل مینماید.
