أطفال فضوليّون: مم تتكون الحلقات حول الكواكب “الحلقات الكوكبيّة”؟
ممّ تتكون الحلقات حول الكواكب؟
— الطفل ڤـيهان، 15سنة، تشيناي/ الهند
الكثير مِنّا على دِراية بِصُوَر كوكب زُحَل وحلقته الّتي لا تخطئها العين. لكن في حقيقة الأمر، إنّ زُحَل لا يحتوي على حلقة واحدة فقط؛ فإذا نظرت من خلال تلسكوب، فسترى أن زُحَل يحتوي على ثماني حلقات على الأقلّ، وهذا يسمّى بنظام “الحلقات الكوكبيّة”.
غير أنّ زُحَل لا يُعد الكوكب الوحيد ذي الحلقات؛ فلكلٍّ من كوكب المشتري ونبتون وأورانوس أنظمة الحلقات الكوكبيّة أيضًا، لكن حلقاتها أصغر حجمًا وأكثر خُفوتًا ويصعب رؤيتها.
تتكوّن هذه الحلقات من مليارات الجسيمات الصغيرة التي تدور بالقرب من كوكبها. ومع ذلك، فإنّ ما تتكون منه هذه الجسيمات يمكن أن يختلف من كوكب إلى الآخر، بل حتّى الحلقات في ذات نظام الحلقات الكوكبيّة يمكن أن تكون مصنوعة من أشياء مختلفة.
الموجات الراديوية
يمكننا البدء في تكوين فكرة عن ماهيّة هذه الجسيمات من خلال معرفة حجمها ومدى ثِقَلها. ومن إحدى طرق القيام بذلك، تقنية تُسمّى “احتجاب الموجات الراديوية”.
فالأجسام في الفضاء ذات الحقول المغناطيسية المتغيرة -مثل الكواكب أو حتى الأقمار الفضائية- تولد موجات راديوية. وعندما تمر هذه الموجات الراديوية عبر الحلقات حول الكواكب، فإنّها تتأثر بطرائق مختلفة بالجُسيمات الموجودة في الحلقة، وهذا يعتمد على حجم الجسيمات وشدّتها. فإذا أظهرت إشارات الراديو أن الجسيمات ثقيلة، فقد تكون مصنوعة من مادة مثل الحديد، وقد تكون الجسيمات الأقل ثقلًا مصنوعة من مادة أقل كثافة مثل الألومنيوم.
إعلان
وبوسعنا أيضًا قياس مدى انعكاس الجسيمات للمساعدة في التعرف على ما تتكون منه الجسيمات والحالة التي تكون فيها؛ كأن تكون في حالة سائلة أو صلبة. ويمكن أن يأتي الماء في حالات مختلفة: يمكن أن يكون سائلًا، لكنه يمكن أيضًا أن يكون صلبًا مثل الجليد أو الثلج، فالجليد أكثر انعكاسًا من الماء، أمّا الثلج فهو شديد الانعكاس، أكثر من الجليد و الماء. وبفضل قياسات كهذه، فإنّنا على عِلم بأنّ جُزيئات حلقة كوكب زُحَل تتكوّن في الغالب من جليد مائيّ.
أما نظام حلقات كوكب المشتري، فتتكون من جزيئات غبار دقيقة، ولكنها ليست جزيئات جليد مائي مثل زحل. وبدلًا من ذلك، من المرجح أن تكون الجسيمات صخرية، وتتكون من مواد مماثلة للكويكبات والأقمار الصخرية.
ورغم أنّ مكونات حلقات أورانوس لا تزال مجهولة؛ فهي مُظلمة ولا تعكس الكثير، إلا أنّ هذا يدلّ على أنّ الحلقات لا تتكوّن من جليد الماء، وإنّما قد تكون جزيئات غبار مصنوعة من الكربون أو تحتوي على الكربون مثل الفحم.
بل إن حلقات نبتون أشدّ ظلامًا من حلقات أورانوس، وتشير كثافتها إلى أنّها مكونة من غبار أدقّ، ومن المحتمل أن يكون هذا نوعًا من الكربون أو مصدرًا للكربون مثل جليد الميثان.
قياس الضّوء
لكي يحصل العلماء على معلومات أكثر تفصيلًا حول ما تتكون منه الحلقات، فإنهم يقومون بفحص الضوء الذي تطلقه الجسيمات. ويتم ذلك عن طريق تقسيم الضوء إلى قوس قزح، تمامًا مثلما تقسّم قطرات المطر ضوء الشّمس إلى قوس قزح، ويسمى قوس قزح هذا بـ “الطَّيْف”، إذ يمكنه أن يخبرنا بمعلومات مفصّلَة عن لون الجسيمات ومكوّناتها. وحاليًا، فإن كوكب زُحَل هو الكوكب الوحيد الذي لدينا قراءة لأطياف عالية الدّقة يمكنها أن تُخبرنا عن حلقاته.
إنّ قياس أطياف جُسيمات حلقة زُحَل يُبيِّن لنا أنّه بالإضافة إلى جليد الماء، فإنها تحتوي أيضًا على الحديد والمواد العضوية المعروفة باسم “الثولين[1] ” وهذا الّذي يمنحها لونًا أحمر خفيفًا. قد تكون بعض هذه الجسيمات صغيرة مثل حبة الرمل، ولكن البعض الآخر يبدو حجمها كبيرًا بحجم الحافلة ذات الطابقين.
قريبًا سيساعدنا تلسكوب جديد، يُدعى “تلسكوب جيمس ويب الفضائي“، في إلقاء نظرة أكثر تفصيلًا على أنظمة الحلقات الكوكبيّة وقياس أطيافها لاكتشاف المزيد عمّا تتكون منه بالضّبط، ومن الممكن بهذا التلسكوب الجديد أنّنا سنجد حلقات حول الأقمار وليس حول الكواكب فقط.
إلى الأطفال الفضوليّين
إلى الأطفال الفضوليّين الرائعين حول العالم،
إن كان لديكم أيّ سؤال أو استفسار عن الفضاء وكلّ ما يتعلّق بهِ،
يمكنكم التواصل مباشرة مع خبراء ومختصّين عبر هذه الوسائل:
الإيميل:
تويتر :
@ConversationUK with #curiouskids
إنستغرام:
@theconversationdotcom
و لا تنسوا أن تذكروا في الرسالة المُرسلَة هذه المعلومات عنكم: الاسم والعمر والبلد.
حظًا موفّقًا!
[1] الثولين: هي كلمة يونانية قديمة وتعني: حبر بني داكن، والثولين هو مجموعة متنوعة من المُركّبات العضوية التي تشكّلت من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية أو الأشعة الكونية من الكربون البسيط، ويحتوي على مُركّبات مثل: ثاني أكسيد الكربون، والميثان أو الإيثان، بالإضافة إلى النيتروجين أو الماء. في العصر الحديث، لا يتشكل الثولين بشكل طبيعي على سطح الأرض، لكنه يوجد بكثرة على أسطح الأجسام الجليدية في النظام الشمسي الخارجي، وفي الغلاف الجوي للكواكب، وكذلك في الأقمار الخارجية للنظام الشمسي.
المصدر
إعلان
