אשראי תמונה: NASA / JPL
מחקר חדש מאוניברסיטת קולורדו מראה כיצד מיחזור של חומר יכול להאריך את חייה של מערכת טבעת, כמו אלה סביב יופיטר, סטורן, נפטון ואורנוס. כעת מאמינים כי מדובר בערימות של הריסות שנאספו באופן רופף ושולפות חומר מהטבעות ואז מזינות אותו פנימה כשהן מתנגשות עם חפץ אחר. חללית קאסיני של נאס"א בדרך כעת לסטורן ועליה לספק פרטים נוספים כאשר תגיע ליולי 2004.
למרות שטבעות סביב כוכבי לכת כמו יופיטר, סטורן, אורנוס ונפטון הם יחסית קצרי מועד, עדויות חדשות מרמזות כי מיחזור של פסולת מקיפה יכול להאריך את חייהם של טבעות כאלה, על פי חוקרים מאוניברסיטת קולורדו.
עדויות חזקות מעידות כעת על ירחים קטנים ליד כוכבי הלכת הענקיים כמו סטורן ויופיטר הם למעשה ערמות של הריסות, אמר לארי אספוזיטו, פרופסור במעבדה של CU-Boulder לפיסיקה אטמוספרית וחלל. גופים קטנים שהוקמו מחדש הם מקור החומר לטבעות פלנטריות.
חישובים קודמים של אספוזיטו ומחקר מחקר LASP, ג'ושוע קולוול, הראו את תקופות החיים הקצרות של ירחים כאלה מרמזים על כך שמערכת השמש כמעט בסוף עידן הטבעות. "תוצאות אלה שלא מושכות פילוסופית עשויות לא לתאר באמת את מערכת השמש שלנו ואת הטבעות שעשויות להקיף כוכבי לכת חוץ-סולאריים ענקיים," אמר אספוסיטו. "החישובים המודלים החדשים שלנו מסבירים כיצד הכללת מיחזור יכולה להאריך את אורך החיים של הטבעות והירחים."
התצפיות ממשימות החלל וויאג'ר וגלילאו הראו מגוון טבעות המקיפות כל אחד מכוכבי הלכת הענקיים, ביניהם יופיטר, סטורן, אורנוס ונפטון. הטבעות מעורבבות בכל מקרה עם ירחים קטנים.
"ברור שהירחים הקטנים לא רק מפסלים את הטבעות דרך כוח המשיכה שלהם, אלא הם גם ההורים של חומר הטבעת," אמר אספוזיטו. "בכל מערכת טבעות, תהליכים הרסניים כמו שחיקה, התכהות והתפשטות פועלים כל כך מהר שהטבעות חייבות להיות צעירות בהרבה מכוכבי הלכת שהם מעגלים."
דגמים מספריים של אספוזיטו וקולוול משנות התשעים הראו "מפל התנגשות", בו נשברים ירחי כדור הארץ לירחים קטנים יותר כאשר נפגעים על ידי אסטרואידים או שביטים. השברים לאחר מכן מתנפצים ליצירת החלקיקים בטבעות חדשות. הטבעות עצמן נטחנות לאחר מכן לאבק, שנסחף.
אך לדברי קולוול, "חלק מהקטעים המרכיבים את הטבעות עשויים להיות מצטברים מחדש במקום להיות קרקע לאבק. עדויות חדשות מראות כי פסולת שהצטברה לירחים או לירח במקום להיעלם בעקבות שחיקה התנגשותית. "
"התהליך הזה התנהל במהירות," אמר אספוזיטו. "הטבעת האופיינית צעירה מכמה מאות מיליוני שנים, כהרף עין בהשוואה לכוכבי הלכת שגילם 4.5 מיליארד שנה. נשאלת השאלה באופן טבעי מדוע טבעות עדיין קיימות, להצטלם בתפארת כזו על ידי ביקור בחלליות אנושיות שהגיעו לאחרונה לזירה, "אמר.
נראה כי התשובה כעת היא מיחזור קוסמי, "אמר אספוזיטו. בכל פעם שירח נהרס כתוצאה מהשפעה קוסמית, חלק גדול מהחומר המשוחרר נלכד על ידי ירחים סמוכים אחרים. ירחים ממוחזרים אלה הם בעצם אוספי הריסות, אך על ידי מיחזור חומר דרך סדרה של ירחים קטנים, אורך חייה של מערכת הטבעת עשוי להיות ארוך ממה שחשבנו בתחילה. "
אספוסיטו וחבר לשעבר במחקר LASP, רובין קאנואפ, כיום עם סניף בולדר המכון למחקר דרום-מערב, הראו באמצעות דוגמנות מחשבים כי ירחים אחרים במערכת ניתנים לכבוש קטעים קטנים יותר. "בלי המיחזור הזה הטבעות והירחים נעלמים במהרה," אמר אספוזיטו.
אבל עם מחזור רב יותר, אורך החיים ארוך יותר, אמר אספוזיטו. עם מרבית החומרים הממוחזרים, כפי שנראה כעת כמתרחש ברוב הטבעות, אורך החיים מוגדל על ידי גורם גדול.
"אף על פי שהטבעות והירחים האישיים שאנו רואים כעת הם בני חלוף, התופעה נמשכת מיליארדי שנים סביב שבתאי," אמר אספוזיטו. "חישובים קודמים התעלמו מההשפעות הקולקטיביות של הירחים האחרים בהארכת ההתמדה של הטבעות על ידי לכידת ומחזור טבעת מחזור."
אספוסיטו, החוקר הראשי בספקטרוגרף בסך 12 מיליון דולר בחללית קאסיני המיועד להגיע לסטורן ביולי 2004, יבדוק מקרוב את תהליכי ההרס והתפיסה המתחרים בטבעת ה- F של שבתאי כדי לאשר ולכמת את ההסבר הזה. אספוסיטו גילה את טבעת ה- F באמצעות נתונים ממשימת Voyager 2 של נאס"א לכוכבי הלכת החיצוניים ששוגרו בשנת 1978.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של אוניברסיטת קולורדו
