محاسبه تغییرات در چرخش زحل

سیاره زحل جایی در اعماق زیرین از رأس ابرهایش، با سرعت ثابتی چرخش می کند. تعیین این دوره تناوب داخلی سیاره به روش بسیار پیچیده ای اثبات شده است. اکنون با یافته های جدید کاوشگر …

سیاره زحل جایی در اعماق زیرین از رأس ابرهایش، با سرعت ثابتی چرخش می کند. تعیین این دوره تناوب داخلی سیاره به روش بسیار پیچیده ای اثبات شده است. اکنون با یافته های جدید کاوشگر کاسینی، تیمی از دانشمندان اروپایی گام رو به جلوی مهمی را برداشته اند.

این نتایج که در مجله نیچر منتشر شده است، بر مبنای تجهیزات علمی امواج رادیویی و پلاسما که روی کاسینی نصب شده است به دست آمده اند.

سیاره شناسان زمانی که با تعیین طول یک شبانه روز روی یک سیاره گازی غول پیکر مواجه می شوند دوران سخت و پرزحمتی را پیش رو دارند. فضای داخلی سیاره از ابرهایی که در ارتفاع بالاتری از جو قرار دارند پوشیده شده است و به همین علت دانشمندان برای محاسبه چرخش داخلی سیاره به عاملی که با درون سیاره در ارتباط بوده و از فضا نیز قابل مشاهده باشد نیاز دارند که به نظر می رسد این عامل بایستی تابش امواج رادیویی باشد.

ذرات الکتریکی باردار وقتی در میدان مغناطیسی سیاره به دام می افتند امواج رادیویی با فرکانس حدود هزار کیلوهرتز در فضا منتشر می کنند. با توجه به اینکه میدان مغناطیسی در اعماق درونی سیاره بوجود آمده است بنابراین با بررسی تغییرات تابش امواج رادیویی ناشی از حرکت رفت و برگشتی میدان مغناطیسی، می توان سرعت چرخش سیاره را محاسبه کرد.

این روش قبلاً درستی خود را با محاسبه چرخش ۹ ساعت و ۵۵ دقیقه ای سیاره گازی و غول پیکر مشتری اثبات کرده و مقدار آن برای یک بازه ۲۰ ساله با دقت یک در یک میلیون ثابت است. سیاره شناسان با بررسی ۹ ماه داده های با ارزش ارسالی از فضاپیمای ویجر ناسا که طی سال های دهه ۱۹۸۰ بر فراز زحل پرواز کرده بود، دوره چرخش آن را با خطای ۷ ثانیه به مقدار ۱۰ ساعت و ۳۹ دقیقه و ۲۴ ثانیه اندازه گیری کرده اند.

اکنون با تکرار اندازه گیری پس از ۱۵ سال، فضاپیمای اولیس (Ulysses) متوجه تغییراتی در دوره تناوب تشعشعات رادیویی زحل شده است و اخیراً نیز فضاپیمای کاسینی دریافته است که چرخش ظاهری سیاره ۱۰ ساعت و ۴۵ دقیقه و ۴۵ ثانیه است که میزان خطای آن ۳۶ ثانیه می باشد.

باورنکردنی است که سرعت چرخش یک سیاره، فقط در عرض دو دهه به میزان شش دقیقه کاسته شده است. همچنین علاوه بر این تغییر زیاد در دوره تناوب چرخشی، رصدهای نسبتاً مداوم فضاپیمای کاسینی نشان داده است که آهنگ چرخش سیاره به میزان یک درصد طی یک هفته تغییر می کند.

سیاره شناسان نتیجه گرفته اند که بایستی عاملی وجود داشته باشد که تابش امواج رادیویی زحل نسبت به چرخش خود سیاره را تحت تأثیر قرار داده باشد. دو الگو برای توضیح تغییرات در دوره تناوب چرخشی سیاره ارائه شده است. نخست این که بادی از ذرات الکتریکی باردار که از خورشید ساطع می شود (و به باد خورشیدی معروف است) و با میدان مغناطیسی سیاره برخورد می کند به واسطه تغییر سرعت بادهای خورشیدی باعث تغییر تابش رادیویی می شود. دوم این که، آبفشان های موجود در سطح قمر یخی زحل - انسلادوس- میدان مغناطیسی آن را تحت تأثیر قرار داده و باعث کشیده شدن آن به اطراف زحل شده است. اکنون با تحلیل های دقیق تری که صورت گرفته، داده های کاسینی قویاً به این نکته که بادهای خورشیدی حداقل عامل بخشی از تغییرات دوره تناوب امواج رادیویی سیاره است دلالت می کند. این نشان می دهد که یک تغییر مشخصه در وضعیت تابش های کوتاه مدت رادیویی سیاره در هر ۲۵ روز وجود دارد.

فیلیپ زارکا، که هدایت این پروژه تحقیقی را به عهده دارد می گوید: این موضوع ما را فوراً متوجه خورشید می کند زیرا آن چنان که از زحل دیده شده است این آهنگ چرخش خورشید است که تأثیر می گذارد.

[احسان مهرجو ]