حلقه‌های سیاره‌ای

چه اخترشناسان و چه مردم عادی همواره از مشاهده‌ی حلقه‌های دوست داشتنی زحل در تلسكوپ شگفت زده‌اند. اما داستان حلقه‌های سیاره‌ای با نظر به نه سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی عمر زیادی ندارند. زحل تنها سیاره‌ای بود كه تا سال ۱۹۷۹گمان برده می‌شد چند حلقه‌ای داشته باشد. در حقیقت مردم در هر كجای دنیا براحتی می‌توانستند حلقه‌های رویت ‌پذیر زحل را تشخیص دهند
حلقه‌های زحل
گالیله كسی است كه مبداء تاریخ استفاده از تلسكوپ برای مطالعه‌ی سیارات را در سال ۱۶۱۰ بنیان نهاد و خود اولین فردی بود كه موفق به رصد حلقه‌های شگفت‌انگیز زحل شد. در ابتدا او گمان می‌برد دو حلقه‌ی كوچكتر حلقه‌ی مركزی سیاره را احاطه كرده‌اند و در سمتی كه اقمار قرار داشتند با آن در تماس بودند. اما دو سال بعد آنگاه كه دوباره به زحل نگریست اعلام كرد كه هر دو حلقه‌ی كوچك زحل ناپدید شده‌اند. این مسأ له زمانی عمیق‌تر شد كه او دوباره در سال ۱۶۱۶ اظهار داشت زحل بوسیله ی یك شیءٍ هلالی احاطه شده است. او آن راansaeنامید كه در لاتین به معنای دستگیره است. بعدها یك اختر‌شناس هلندی به نام كریستسن هویگنز كه یك سال قبل، تیتان بزرگترین قمر زحل را كشف كرده بود، بالاخره راز آن شیئ طبیعی را نیز حل نمود. در سال ۱۶۵۶ او اطلاع داد در سراسر مسیر مدار تیتان ظاهر حلقه‌ها هیچ تغیری نكرده و در نتیجه دریافت كه آن باید یك حلقه عریض، نازك و پیوسته باشد. در سال ۱۶۷۵ رصدها بوسیله‌ی جین دومینیك كاسینی از سر گرفته شد و معلوم شد یك خط نازك و تاریك‌تر حلقه را به دو حلقه‌ی خارجی جدا از هم تقسیم كرده‌است. یك حلقه‌ی خارجی بنام A و حلقه‌ی داخلی بنام Bبعدها رصدها دقیق‌تر شدند و آشكار شد كه آنها هم خود به زیر مجموعه‌های بسیار دیگری تقسیم شده‌اند. به افتخار این دو اخترشناس فضاپیمایی که به سوی زحل رهسپار شد به نام آن دو نامگذاری گردید و اكنون در حال ارسال اطلاعاتی مفید از زحل و اقمار آن است كاسینی به كاوش در اطراف زحل می‌پردازد و كاوشگر هویگنز كاوش در سطح قمر تیتان را به انجام رساند.
طبیعت فیزیكی حلقه‌های زحل: ده‌ها سال پس از اینكه حلقه‌های زحل بوسیله‌ی گالیله رصد شد، طبیعت حلقه‌ها یكی از موضوعات مورد بحث در محافل نجومی گردید. برخی اظهار می‌كردند كه درآن‌ها صفحاتی جامد از مواد هستند در حالیكه دیگران گمان می‌بردند آنها متشكل از میلیون‌ها ذرات كوچكی هستند كه هر یك شبیه به اقماری فرضی به گرد زحل حلقه زده‌ و در حرکتند. رقبای نظریه‌ی صفحات جامد این چنین دلیل می‌آورند كه فعالیت نیروهای كشندی بر روی یك حلقه‌ی جامد باید بسیار قوی باشد تا اینكه بتواند طی مدتی كوتاه حلقه را جدا جدا كند مگر اینكه به احتمال بعید حلقه از مقداری مواد بسیار قوی كه در زمین ناشناخته هستند، ساخته شده باشد.طرفداران نظریه‌ی حلقه جامد پیشنهاد كردند كه در واقع حلقه از نوار- حلقه‌های بسیار باریك ساخته شده‌اند در این صورت نیروهای كشندی برای اینكه فشار كافی جهت جداسازی حلقه ایجاد كنند بسیار کوچک خواهند بود.در سال ۱۶۷۵ رصدها ، خطی بسیار نازك و تاریك را در میان آن حلقه آشكار كردند که آن را به دو حلقه‌ی جدا از هم به‌نام‌های حلقه‌ی بیرونیA
و حلقه‌ی درونی Bتقسیم می‌كرددر اواسط سال ۱۸۵۰ اخترشناسان حلقه‌ای كوچك و جدید را در میان حلقه یB آشكار كردند كه اكنون به‌نام حلقه‌ی C شناخته می‌شود و در واقع همانی بود كه از میان صفحه‌ی زحل كمی نمایان بود. این بطور جدی اشاره می كرد كه حداقل این حلقه جامد نیست. ماهیت طبیعی حلقه‌های زحل بالاخره در سال۱۸۵۷ معین شد. فیزیكدان اسكاتلندی یعنی جیمز كلارك ماكسول كه بعدها نظریه‌ی میدان مغناطیسی را ارائه كرد با استفاده از فیزیك نیوتونی نشان داد كه حلقه‌های جامد با ماهیتی به این باریكی هرگز نمی توانند پایدار باقی بمانندفضاپیمای پایونیر ۱۱ اولین نگاه اجمالی انسان را برای دید تركیبی از حلقه‌های زحل با پرواز به سوی آن در سال۱۹۷۹فراهم كرد و سپس فضاپیماهای ویجر ۱ و ۲ نیز در دهه ۸۰ به زحل فرستاده شدند. تصاویری كه آنها به زمین ارسال دادندحاكی از این بود كه هر سه حلقه به تعداد بسیار زیادی از حلقه‌های باریكتر تقسیم شده‌اند و همه‌ی آنها از خرده ذراتی ساخته شده‌اند كه اندازه آنها از یك دانه شن گرفته بود تا آجرها و سنگهای ساختمانی میباشند. همچنین موقعی که هر یك از فضاپیماها از پشت زحل عبور می كرد، فرصت مناسبی بود تا با استفاده از میزان تضعیف سیگنالهای رادیویی آنها، چگالی حلقه‌ها تعیین گردد. از طریق قیاس و هم‌سنجی اطلاعات فروسرخی، مرئی و فرابنفش تركیبات مواد موجود در حلقه ها تأیید شد . وجود مقدار زیادی مخلوط یخ آب بهمراه مقادیر ناچیزی آهن و گوگرد كه بی‌ثباتی در رنگ زرد مایل به قهوه‌ای در حلقه‌ها را در پی دارند كاملاً تأیید شد. ویجر ۱ در طی پرواز خود پیرامون زحل، تصاویری از مقداری مواد تاریك در طول بالایی حلقه‌ی B گرفت كه قسمت فوقانی حلقه را همچون چرخ پره های موجود در یک چرخ به چند قسمت جدا كرده بود. عقیده بر این بود كه آنها دانه‌های غباری هستند كه از حلقه‌ها بیرون آمده‌اند و بوسیله‌ی ضربه‌های ناشی از شهاب‌سنگها باردار می شوند و به سبب وجود تركیبی از عوامل گرانشی و مغناطیس موقتاً بالای حلقه‌ها معلق می‌مانند. گمان می‌شود خاستگاه حلقه‌های زحل از سرگردانی شی یا اشیاء و شاید هم قمری اززحل منشاء گرفته است؛ كه صد میلیون سال پیش بسیار به سیاره نزدیك شده و به تدریج به چند تكه، تقسیم گردیده است.پس قطعات با هم برخورد كرده‌اند و در برابر یكدیگر سائیده شده و در نتیجه هر یك به قطعات كوچك و كوچكتر تقسیم شده‌اند و سرانجام همه‌ی آنها خود در نواری عریض توزیع گشته‌اند. فضاهای خالی در میان حلقه‌ها نیز بوسیله ی اقماری كه بنام اقمار چوپان هستند ایجاد شده‌اند كه در بیرون و درون حلقه‌ها جای دارند. یكی از اقمار زحل، میماس پدید‌آورنده‌ی فضایی خالی و نسبتاً عریض در میان دو حلقه‌ی A و Bشده است. كاوش منظم زحل با سفر فضاپیمای كاسینی از ۱ جولای ۲۰۰۴ دنبال شده است و انتظار می رود اطلاعات ارزنده‌ای را پیرامون سیاره، حلقه‌ها و اقمار آن و نیز سؤالات سر به مهر زحل فراهم آورد.حلقه‌های پیرامون دیگر سیارات:از میان چهار سیاره‌ی خارجی‌تر منظومه شمسی به غیر از پلوتو، تنها زحل از گذشته‌های دور بطور تزئین شده با حلقه‌هایی دیده شده بود. اگر چه یكی از حلقه‌هایی كه اخترشناسان را به هیجان و امیدواری وا می‌دارد حاصل رویارویی با رصدی شانسی است كه آنها را به كشف غیرمترقبه‌ای در آسمان راهنمایی كرد. داستان كشف حلقه‌های اورانوسی و رمز و راز كمان‌های حلقه‌ای نپتون دو نمونه هستند یكی در شب دهم مارس۱۹۷۷است زمانیكه اخترشناسی امریكایی بنام جیمز الیوت از MIT در حال تلاش برای اندازه‌گیری چگالی جو سیاره‌ی اورانوس بود البته به كمك عملی بنام رصد استتار و یا همان اختفا و به كمك تلسكوپ فروسرخی واقع در رصد‌خانه‌ی ایربرن كوئیپر ناسا. الیوت به هنگام رد شدن ستاره از لبۀ اورانوس مشاهده كرد كه ستاره چندین بار چشمك زد تا اینكه به پشت سیاره رفت و سپس از سوی دیگر اورانوس بیرون آمد. این باعث شد او این چنین استنباط كند كه تنها در صورتی چنین اتفاق می افتد كه اورانوس متناسب با همان تعداد سوسوزدن‌های ستاره بوسیله‌ی حلقه‌هایی احاطه شده باشد. در ژانویه‌ی۱۹۸۶ ویجر ۲ كه در حال عبور از كنار اورانوس بود استنتاج را تأیید كرد و تصاویری نیز از حلقه‌ها به زمین ارسال نمود.
خواستگاه و طبیعت فیزیكی حلقه‌های مشتری:
سیستم حلقه‌ای مشتری برای نخستین بار در سال۱۹۷۹ با سفر دو فضاپیمای ویجر ۱ و ۲ به نزدیكی سیاره كشف شد. علت دیده نشدن حلقه‌های مشتری تا آن زمان از زمین حال چه با رصدهای تلسكوپی (مانند حلقه‌های زحل) یا با اختفا ( همچون حلقه‌های اورانوس) این بود كه حلقه‌های مشتری غباری و در عین حال بسیار نازك ، ظریف و باریك هستند و نمی توانند براحتی نور خورشید را بازتاب كنند و نیز بوسیله‌ی رصدها هم آشكار نمی شدند و یا نور ستارگانی را كه از میان آنها می‌گذشت، جذب نمی‌كردند. اولین نگاه ویجر به سیستم حلقه‌ای مشتری آشكار كرد كه آن متشكل از حلقه‌ای خارجی و مسطح و نازك است كه حلقه‌ی اصلی نامیده می‌شود و حلقه‌ای درونی و نسبتاً ضخیم‌تر كه به سبب ساختار ابرگونه‌اش هاله نامیده شد.

منبع : پارس اسکای
نویسنده : ابراهیم ویكتوری