תמונה מדהימה מראה כיצד הירח הזעיר של שבתאי מפסל את טבעות הכוכב

Send

משימת קסיני לסטורן הסתיימה לפני כשנה וחצי, אך תוצאות מדעיות עדיין מגיעות מכל הנתונים שהיא אספה. כשקאסיני התקרב לסטורן בחודשי השנה האחרונים שלו, הוא התבונן בפירוט מאוד על הטבעות של ענקית הגז, כשהוא נוסע בינם לבין הכוכב עצמו. הבדיקה המפורטת הזו העלתה לא מעט שאלות על כל האינטראקציות בעיצוב הטבעות הללו.

מאמר חדש שפורסם ב- Science מציג כמה מהתוצאות מהמבט מקרוב של קאסיני על הטבעות.

ירחונים זעירים שופעים בתוך מערכת הטבעות של שבתאי, והגופים האלה מתקשרים עם החלקיקים הקפואים המהווים את עיקר הטבעות. התוצאה גורמת למגוון צורות ומרקמים במבנה הטבעת, בדומה לאופן בו נוצרים כוכבי לכת בדיסק הפרוטו-פלנטרי סביב כוכב. זה אומר שהטבעות כמו מעבדה שמדען יכול להציץ בהן כדי ללמוד על היווצרות כוכבי לכת.

"הפרטים החדשים האלה על איך הירחים מפסלים את הטבעות בדרכים שונות מספקים חלון להיווצרות מערכת השמש ..."
הסופר הראשי ומדען קאסיני מאט טיסקרנו ממכון SETI ב Mountain View, קליפורניה.

במהלך המבט האחרון של החללית קאסיני על הטבעות, היא גילתה מרקמים ודפוסים שנעו בין גושית לדמויית קש. מגוון זה מעלה שאלות לגבי האופן שבו בדיוק הם עוצבו ומה ההיסטוריה של האינטראקציות שעיצבה אותם. ההוספה לשאלות היא כיצד צבע, טמפרטורה וכימיה משתנים על פני מבנה הטבעת.

אבל כמו הרבה מדע, גם מחקר זה מעלה שאלות חדשות, ושופך מעט אור על שאלות קיימות.

טבעת F היא הטבעת החזקה ביותר במבנה הטבעת של שבתאי, וכנראה הפעילה ביותר. הוא מכיל תכונות שיכולות להשתנות בטווחי זמן קטנים ככל כמה שעות. מחקר משנת 2008 הראה שיש כמה ירחונים בעבודת טבעת F, והתנגשויותיהם והשפעות הכבידה שלהם אחראיות לחלק מהגושים והתעלות האורכיות באותה טבעת.

במאמר חדש זה החוקרים אפסו סדרה של פסים שנוצרו בהשפעה בטבעת F, בעלי אורך וכיוון זהים. הם מגיעים למסקנה שאחראי על להקת אימפרקטורים שפגעו בטבעות במקביל. זה חשוב מכיוון שהוא פוסל פסולת מוניטרית כגורם, ומדגיש את התפקיד שמזרימים זרמים של חומר המקיף את סטורן בעיצוב מבנה הטבעות.

"הפרטים החדשים האלה על איך הירחים מפסלים את הטבעות בדרכים שונות מספקים חלון להיווצרות מערכת השמש, שם יש לך גם דיסקים שמתפתחים בהשפעת המונים המשובצים בתוכם", אמר המחבר הראשי ומדען קאסיני, מאט טיסקרנו, מה- SETI המכון ב Mountain View, קליפורניה.

הנופים המקדימים המצוינים של הטבעות שכבש קאסיני במהלך מסלולי הטבע המרעה שלה בין דצמבר 2016 לאפריל 2017, הראו שלושה סוגים שונים של מבנים: מסורבלת, חלקה ופסים. הם גם מראים בבירור כי שלושת הסוגים קיימים בחגורות עם גבולות חדים זה בזה. הסיבה לכך אינה ברורה, מכיוון שמדענים לא יכולים לזהות מאפייני טבעת המחוברים לחגורות.

"צריך להיות משהו שונה בתכונות החלקיקים ... ואנחנו עדיין לא יודעים מה זה."
הסופר הראשי ומדען קאסיני מאט טיסקרנו ממכון SETI ב Mountain View, קליפורניה.

"זה אומר לנו כי מראה הטבעות אינו רק פונקציה של כמה חומר יש," אמר טיסקרנו. "צריך להיות משהו שונה בתכונות החלקיקים, ואולי זה משפיע על מה שקורה כששני חלקיקי טבעת מתנגשים זה בזה. ואנחנו עדיין לא יודעים מה זה. "

לקאסיני היו ממצאים מסתוריים עוד יותר, שנחשפו על ידי הספקטרומטר המיפוי הנראה והאיפרה-אדום (VIMS). כמו שהשם אומר, הוא צילם את הטבעות גם באינפרא אדום. VIMS מצאו רצועות קרח מים חלשות במיוחד בחלק החיצוני של טבעת A. זהו ממצא בלתי צפוי, מכיוון ששטח זה ידוע כמשקף מאוד, ומשמעות רפלקטיביות גבוהה בדרך כלל פירושה קרח פחות מזוהם וכך פסי קרח מים חזקים יותר.

ל- VIMS היו עוד הפתעות בחנות. בעוד שמדענים כבר ידעו שקרח מים הוא המרכיב העיקרי בטבעות שבתאי, הם היו די בטוחים שקיימים קיימים אחרים כמו קרח אמוניה וקרח מתאן. אולם VIMS לא יכול היה למצוא אף אחד משני הימים הללו, וגם לא יכול היה למצוא תרכובות אורגניות, שצריכות להיות שם בהתחשב בחומר האורגני שקאסיני מצא בעבר זורם מטבעת D לאטמוספרה של שבתאי.

"אם אורגנים היו שם בכמויות גדולות - לפחות בטבעות A, B ו- C הראשיות - היינו רואים אותם," אמר פיל ניקולסון, מדען קאסיני VIMS מאוניברסיטת קורנל באיתקה, ניו יורק. "אני עדיין לא משוכנע שהם מרכיב מרכזי בטבעות העיקריות."

אלה ממצאים חדשים ומעניינים עבור מדעני סטורן, והם חידות המצריכות הסבר על מודלים חדשים. אבל אף אחד מהם לא יכול לעמוד בראש התגלית המפתיעה ביותר של קאסיני: כי הטבעות של סטורן צעירות בהרבה מכפי שחשבו בעבר.

על פי ג'ף קוזי, במרכז המחקר של אמס של נאס"א, אנו נכנסים לשלב חדש של לימוד סטורן אשר יראה דגמים חדשים שפותחו כדי להסביר את הממצאים החדשים הללו.

"אנחנו רואים כל כך הרבה יותר, ומתקרבים יותר, ואנחנו מקבלים פאזלים חדשים ומעניינים יותר," אמר קוזי. "אנחנו פשוט מסתדרים לשלב הבא, שבונה מודלים חדשים ומפורטים של אבולוציה של הטבעת - כולל הגילוי החדש מנתוני קאסיני שהטבעות צעירות בהרבה משבתאי."

המדע מרגש ומתסכל כאחד מכיוון שכל התקדמות חדשה בהבנה מביאה שאלות משלה. זה בהחלט נכון למחקר החדש שמבוסס על נתוני המבט הטוב ביותר של קאסיני על סטורן וטבעותיו.

"זה כמו להעלות את הכוח עוד ועוד מה שאנחנו יכולים לראות בטבעות. כולם פשוט קיבלו מבט ברור יותר על המתרחש, "אמרה לינדה שפילקר, מדענית פרויקט קאסיני במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א. "קבלת הרזולוציה הנוספת הזו ענתה על שאלות רבות, אך עדיין נותרו כל כך הרבה מפתה."