ملخص:
طالما ظن العلماء أن زحل يشابه الأرض و المشتري من حيث التجانس و التوهج
في المنطقة الاستوائية منه, لكن الدراسة الحديثة التي جرت في جامعة ليستر
في بريطانيا بالاعتماد على بيانات ناسا, تؤكد قيام التساقطات للمياه
القادمة من الحلقات بإزالة الجسيمات المشحونة في الأيونوسفير لهذا الكوكب.
دراسة جديدة عن الأمطار من جسيمات الماء المشحونة في الغلاف الجوي لزحل وجدت أنه يتواجد المزيد من هذه الجسيمات
التي تسقط على مساحات واسعة من الكوكب أكثر مما كنا نعتقد سابقا. الدراسة,
التي تم إيجاد مراقباتها من قبل ناسا و تم تحليل هذه المراقبات بقيادة
جامعة ليستر في بريطانيا, كشفت أن هذا المطر يتأثر بتركيب و هيكلة درجة
الحرارة في الطبقة العليا من الغلاف الجوي لزحل. و ظهرت الورقة كقضية
الأسبوع في مجلة الطبيعة.
يقول جيمس أدونوي, و هو المؤلف
الرئيسي للورقة و باحث دراسات عليا في بيستر: "زحل هو الكوكب الأول الذي
أظهر تفاعلا معتبرا بين غلافه الجوي و نظام الحلقات", و يتابع قائلا:
"التأثير الرئيسي للمطر الحلقي هو أنه يعمل على إخماد الأيونوسفير لزحل.
بكلمات أخرى, هذا المطر يقوم و بشكل كبير بإنقاص كثافة الالكترونات في
المناطق التي يتساقط فيها".
يشرح أودونوي أن تأثير
الحلقات على الكثافات الالكترونية مهم لأنه يشرح لماذا و للعديد من العقود,
أظهرت المراقبات أن تلك الكثافات كانت منخفضة بشكل غير اعتيادي عند خطوط
عرض محددة على زحل. و تقوم الدراسة بمساعدة العلماء بشكل أفضل على فهم أصل و
تطور نظام الحلقات على زحل و كذلك الأمر على فهم التغيرات في الغلاف الجوي
للكوكب.
يقول كيفن باينز, المؤلف المساعد في الورقة, من
مختبر الدفع النفاث باسادينا, كاليفورنيا: "اتضح أن المحرك الأساسي لبيئة
الايونوسفير و المناخ على زحل و على طول مجال واسع من الكوكب هو جسيمات
الحلقة الواقعى على بعد حوالي 36000 ميل (60000 كيلومتر) فوق الكوكب", و
يتابع قائلا: "جسيمات الحلقة تؤثر أيضا على كل من نوعية الجسيمات التي
تتواجد في هذا القسم من الغلاف الجوي و أين تكون باردة أو حارة".
في
بدايات العام 1980, أوضحت صور من قبل المركبة الفضائية فوياجير التابعة
لناسا وجود اثنين إلى ثلاث حزم داكنة على زحل, و اعتقد العلماء حينها أنه
ربما تساقط الماء على تلك الحزم من الحلقات. لم تتم رؤية هذه الحزم من جديد
حتى راقب هذا الفريق الكوكب بالاعتماد على أمواج قريبة من تحت الأحمر
بواسطة مرصد كيك في ماونا كيا, هاواي, في الشهر الرابع من العام 2011. هذا
المفعول استعصى على الفهم حينها لأنه يتضمن اصدارات خفية من الأجزاء
اللامعة على زحل. و يتطلب جهاز مثل ذلك الموجود في كيك, الذي يمكنه فصل
مجال كبير من الضوء. مفعول مطر الحلقات يحدث في الايونوسفير لزحل, حيث تنتج
الجسيمات المشحونة عندما يتعرض الغلاف الجوي الحيادي لجريان جسيمات عالية
الطاقة او الإشعاع الشمسي. عندما تعقب العلماء جزام الإصدارات و خصوصا
لأيون الهيدروجين, توقعوا ان يشاهدوا كوكبا متجانسا – توهج واسه بالأشعة
تحت الحمراء. و لكن ما شاهدوه بدلا من ذلك كان سلسلة من الضوء و الاحزمة
الداكنة – مع مساحات بإصدارات منخفضة تعود لأقسام من كثافات مختلفة للماء
في حلقات زحل و مساحات بإصدارات مرتفعة تعود للفجوات الموجودة ي الحلقات.
لخص
العلماء ذلك بأن جسيمات الماء المشحونة من حلقات الكوكب تم اسقاطها باتجاه
الكوكب على طول خطوط الحقل المغناطيسي لزحل و قامت بجعل أيونات الهيدروجين
ثلاثي الذرات المتوهجة حيادية. هذا يترك وراءه ظلالا كبيرة و التي تبدوا
متوهجة بشكل واسع بالأشعة تحت الحمراء. هذه الظلال تغطي بين 30 و 40 % من
السطح الأعلى للغلاف الجوي للكوكب امتدادا من خط العرض 25 حتى الخط 55. هذه
المناطق أكبر بكثير مما كنا نعتقده عند رؤية صور مهمة فوياجير.
كل
من الأرض و المشتري لديهما منطقة استوائية تتوهج بتجانس كبير. اعتقد
العلماء أن زحل كذلك أيضا, لكن بدلا منذلك شاهدوا اختلافات كبيرة جدا عند
خطوط عرض مختلفة.
يقول توم ستالارد, مساعد في تأليف
الورقة من ليستر: "في حين أن المشتري يتوهج في المناطق الاستائية منه, نج
أن لزحل حزما داكنة حيث يسقط الماء, ما يؤدي إلى تعتيم الأيونوسفير", و
يتابع قائلا: "نحاول الآن التحقيق في هذه الخواص بالاعتماد على جهاز موجود
في مركبة كاسيني التابعة لناسا. إذا نجحنا بذلك, ربما تسمح لنا كاسيني
مشاهدة تفاصيل أكثر بخصوص الطريقة التي يزيل بها الماء الجسيمات المشحونة, و
كذلك الأمر تسمح لنا بملاحظة التغيرات مع الارتفاع و مرور الزمن"
الثلاثاء أغسطس 06, 2024 11:58 am
