يمكن أن يلعب قمر صغير، صغير جدًا بحيث لا يمكن رؤيته من الأرض، دور كلب الراعي الكوني من خلال تشكيل حلقات رقيقة حول الكوكب الصغير البعيد Chariklo، وفقًا لمحاكاة حاسوبية جديدة.
تشاريكلو أ القنطور – سلالة من الأجسام الصغيرة التي تدور حول الشمس على مسار محصور في مكان ما بينهما كوكب المشتري و نبتون. يُعتقد أن القنطور يأتي من سحابة أورت، وهي عبارة عن هالة واسعة من تريليونات الأجسام المذنبية المتجمدة التي تمتد على الأرجح سنة ضوئية من الشمس. وعلى مدار ملايين السنين، تنجرف إلى الداخل، إما ليتم طردها من الأرض النظام الشمسي بواسطة جاذبية من الكواكب العملاقة، أو الانتقال إلى عائلة المشتري المذنبات — المذنبات بفترات مدارية تقل عن 20 عامًا تحكمها جاذبية المشتري العظيم.
يبلغ قطر شاريكلو حوالي 155 ميلاً (250 كيلومترًا)، وهو أكبر قنطور معروف. في عام 2013، شوهد شاريكلو وهو يمر أمام مسافة بعيدة نجمة من وجهة نظرنا، مما يتسبب في إطفاء ضوء النجم لفترة وجيزة. أظهرت الملاحظات أن الجسم الصلب لشاريكلو لم يحجب الضوء فحسب، بل قام أيضًا بحجب زوج من الحلقات الرقيقة حول القنطور. وأظهرت عمليات الاحتجاب النجمي أن قنطورًا آخر، وهو تشيرون، لديه أيضًا حلقات، على الرغم من أنها لا تبدو كذلك. مستقرة تماما.
متعلق ب: سنتور تشاريكلو لديه حلقات: صور لغرائب الصخور الفضائية (معرض)
وقالت أماندا سيكافوس، وهي عالمة بارزة في معهد علوم الكواكب في أريزونا، في مقال لها: “لم يتم اكتشاف الحلقات حول الكواكب الصغيرة إلا مؤخرًا، ولا يُعرف حاليًا سوى عدد قليل من هذه الأنظمة”. بيان صحفي.
تقع حلقتا شاريكلو على بعد حوالي 243 ميلاً و252 ميلاً (391 و405 كم)، على التوالي، من مركز شاريكلو، على الرغم من أن القياسات يمكن أن تختلف قليلاً. الحلقات نفسها ضيقة، إذ يبلغ عرضها 4.3 ميلًا و1.9 ميلًا (7 و3 كم) فقط.
هذه الخواتم ليست مثل حلقات ال الكواكب العملاقةوالتي تحتفظ بها خطورة مثل هذه العوالم الضخمة. تُظهر النماذج الحاسوبية أن حلقات شاريكلو يجب أن تكون قصيرة العمر، وأنها يجب أن تتسع ثم تتفرق. إذن ما الذي يبقيهم في مكانهم؟
أجرى سيكافوس ومارك لويس، عالم الكمبيوتر في جامعة ترينيتي في سان أنطونيو، عمليات محاكاة حاسوبية للجسم N للحلقات المكونة من ملايين الجزيئات، وأظهروا أن تأثير قمر صغير يمكن أن يبقي الحلقات ضيقة ويمنعها من التشتت .
“لقد أظهرنا أن أحد احتمالات وجود حلقات رفيعة حول الأجسام الصغيرة هو أنها يتم نحتها بواسطة كائن صغير الأقمار الصناعية“، قال سيكافوس.
أقمار الراعي ليست جديدة؛ تمتلكها جميع الكواكب الغازية العملاقة، وأبرزها زحل، حيث تقوم الأقمار الصغيرة دافنيس وإبيمثيوس ويانوس وبان وبروميثيوس بحفر فجوات في حلقات زحل ثم قم بتجميع مادة الخاتم لإبقائها مرتبة.
سيكون قطر القمر الراعي لشاريكلو، إذا كان موجودًا، حوالي 1.9 ميل (3 كم) ويحتوي على كتلة في حدود 10 تريليون كيلوغرام (حوالي 22 تريليون رطل هنا على الأرض). على الرغم من أنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها مباشرة أرض على مسافة شاريكلو – يقترب مدار القنطور الطويل من الشمس بمقدار 1.2 مليار ميل (1.9 مليار كيلومتر) ويبعد عنها بمقدار 1.7 مليار ميل (2.8 مليار كيلومتر) – يمكن اكتشاف وجوده أثناء الاحتجاب النجمي.
هناك تفسير آخر محتمل لقوة بقاء الحلقات. إذا افترضنا وجود شذوذ في الجاذبية داخل تشاريكلو – على سبيل المثال، جزء أكثر كثافة من الصخور – فإن رنين الجاذبية بين الحلقات والشذوذ يمكن أن يساعد في ربط الحلقات. تدور الحلقات في رنين بنسبة 1:3 تقريبًا مع القنطور، مما يعني أن شاريكلو يدور ثلاث مرات (مرة كل سبع ساعات) لكل دورة واحدة للحلقات. ومع ذلك، تم وضع الحلقات أيضًا بشكل مثير للريبة بالقرب من حد روش. هذه هي المسافة من الجسم المركزي التي تمنع الجاذبية الجزيئات من التراكم فيها إلى القمر. إن كونك على حافة هذا الحد يعني أن جزيئات الحلقة يجب أن تكون قادرة على البدء في الالتصاق معًا لبناء قمر جديد. وستكون جاذبية القمر الراعي قادرة على التدخل لمنع ذلك.
وقال سيكافوس: “القمر الصناعي في هذه الحالة يمكن أن يزعج مادة الحلقة ويمنعها من التراكم”.
متعلق ب: حلقات القنطور القوية المورفين – حلقات جسم جليدي بعيد تتحول
قصص ذات الصلة:
– ارتفاع القنطور: تتطلع ناسا إلى إرسال بعثات إلى هجينة غريبة من الكويكبات والمذنبات
– العثور على كويكب بحلقات! اكتشاف هو الأول من نوعه يذهل علماء الفلك (فيديو وصور)
– ماذا لو قامت نفس المركبة الفضائية بدراسة الأجسام الجليدية الغامضة والكون أيضًا؟
وقال سيكافوس: “نعتقد أن جزيئات الحلقة تتكون في المقام الأول من جليد الماء، مثل تلك الموجودة في العمالقة الغازية”. في الواقع، تلسكوب جيمس ويب الفضائي تم الكشف عن الجليد المائي هناك في عام 2023. ومع ذلك، فإن الأشياء التي لا نعرفها تشمل مدى “صلابة” أو “لينة” الجسيمات عند اصطدامها، أو توزيع أحجام الجسيمات في الحلقات.
ومن غير المعروف أيضًا كيف تشكلت الحلقات في المقام الأول. هل نفثتها البراكين الجليدية على سطح شاريكلو، أم أنها بقايا جسم صغير اقترب كثيرًا من شاريكلو، داخل حدود روش، وتمزقت إربًا؟
تم نشر النتائج في 6 فبراير مجلة علوم الكواكب.