بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – تعد حلقات زحل من عجائب نظامنا الشمسي إذ يبلغ قطرها نحو 175 ألف ميل (280 ألف كيلومتر) وهي تحيط بالكوكب العملاق. لكن الأجرام السماوية الأصغر حجمًا في النظام الشمسي تتميز أيضًا بأنظمة حلقات مثيرة للإعجاب في حد ذاتها، حتى لو لم يكن حجمها كبيرًا.
قال العلماء إنهم رصدوا لأول مرة نظاما حلقيا في طور التكوين والتطور، يتكون من أربع حلقات ومواد منتشرة، يحيط بجسم جليدي صغير يسمى تشيرون، يدور حول الشمس في الفضاء بين زحل وأورانوس.
تشيرون هو جزء من فئة من الأجسام تسمى القنطور التي تسكن النظام الشمسي الخارجي بين كوكب المشتري ونبتون، وتعرض خصائص كل من الكويكبات والمذنبات. يُطلق عليه رسميًا اسم “(2060) تشيرون”، ويبلغ قطره حوالي 200 كيلومتر (125 ميلًا) ويستغرق حوالي 50 عامًا لإكمال دورة واحدة حول الشمس. تتكون القنطور بشكل رئيسي من الصخور والجليد المائي والمركبات العضوية المعقدة.
منذ اكتشافه في عام 1977، رصد علماء الفلك تشيرون متقطعًا، وكانوا يعرفون لسنوات أنه محاط بمواد من نوع ما. وفي البحث الجديد، حصل العلماء على أفضل بياناتهم عن تشيرون في عام 2023 باستخدام تلسكوب في مرصد بيكو دوس دياس في البرازيل لمواكبة البيانات من أعوام 2011 و2018 و2022.
وقال الباحثون إن هذه الملاحظات أظهرت بوضوح أنه محاط بحلقات محددة جيدًا – ثلاث حلقات كثيفة تبعد حوالي 170 ميلاً (273 كم)، و202 ميلاً (325 كم) و272 ميلاً (438 كم) من مركز تشيرون، وحلقات رابعة، على بعد حوالي 870 ميلاً (1400 كم) من مركزه. هذه الميزة الخارجية، التي تم اكتشافها لأول مرة، تقع بعيدًا بشكل غير عادي عن تشيرون، وقالوا إنها تتطلب المزيد من الملاحظات لتأكيد استقرارها كحلقة. الحلقات الداخلية الثلاث مدمجة داخل الغبار الذي يحوم في شكل يشبه القرص.
وبمقارنة البيانات من الملاحظات المختلفة لتشيرون، اكتشف الباحثون تغيرات مهمة في نظام الحلقات، وهو دليل واضح على أن حلقاته تتطور في الوقت الفعلي، وفقًا لكريستيان لوتشيانو بيريرا، باحث ما بعد الدكتوراه في المرصد الوطني في البرازيل والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة Astrophysical Journal Letters.
وقال بيريرا: “يقدم هذا لمحة نادرة عن كيفية نشوء هذه الهياكل وتغيرها”.
وأضاف بيريرا أن حلقات تشيرون تتكون على الأرجح من جليد مائي ممزوج بكميات صغيرة من المواد الصخرية، مثل تلك الموجودة في كوكب زحل. قد يلعب الجليد المائي دورًا رئيسيًا في استقرار الأنظمة الحلقية لأن خصائصه الفيزيائية تسمح للجزيئات بالبقاء منفصلة بدلاً من الاندماج في القمر.
يُظهر تشيرون في بعض الأحيان نشاطًا يشبه المذنب، حيث يقوم بطرد الغاز والغبار إلى الفضاء. وفي عام 1993، عرض تشيرون ذيلًا صغيرًا من المادة، كما تفعل المذنبات.
وقال الباحثون إن حلقاته قد تكون مصنوعة من مواد متبقية من اصطدام محتمل دمر قمرًا صغيرًا من تشيرون أو من بعض حوادث تحطم الحطام الفضائي الأخرى، أو يمكن أن تكون من المواد المقذوفة من تشيرون نفسها – أو ربما مزيج من هذه العوامل.
قال عالم الفلك والمؤلف المشارك في الدراسة براغا ريباس Braga Ribas من الجامعة الفيدرالية للتكنولوجيا في بارانا والمختبر المشترك بين المؤسسات لعلم الفلك الإلكتروني في البرازيل: “إنه نظام متطور سيساعدنا على فهم الآليات الديناميكية التي تحكم إنشاء الحلقات والأقمار الصناعية حول الأجسام الصغيرة، مع آثار محتملة على أنواع مختلفة من ديناميكيات القرص في الكون”.
جميع الكواكب الخارجية الأربعة الكبيرة في النظام الشمسي – المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون – لها حلقات، وحلقات زحل هي الأكبر. لكن علماء الفلك اكتشفوا منذ عام 2014 أن بعض أجسامه الأصغر تحتوي عليها أيضًا. يرفع تشيرون هذا العدد إلى أربعة، لينضم إلى زميله القنطور شاريكلو وعالمين جليديين وراء نبتون – هاوميا وكواوار.
وقال بيريرا: “يذكرنا هذا التنوع بأن تكوين الحلقات لا يقتصر على الكواكب الكبيرة. إنها عملية عالمية يمكن أن تحدث حيثما توجد الظروف الفيزيائية المناسبة”.
تم استخدام طريقة تسمى الاحتجاب النجمي من قبل فريق يضم باحثين برازيليين وفرنسيين وإسبان لمراقبة الحلقات. وشاهد الباحثون مرور تشيرون أمام نجم بعيد، مما أدى إلى حجب ضوءه مؤقتا. ومن خلال قياس كيفية تعتيم ضوء النجوم من مواقع مختلفة على الأرض، تمكنوا من تمييز البيئة حول تشيرون.
وقال بيريرا: “يمكننا إعادة بناء الشكل والبيئة المحيطة بالجسم بدقة تصل إلى كيلومتر واحد”.
(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)