چرا هیچ كدام از قمرهای منظومه شمسی حلقه ندارند؟

چرا هیچ كدام از قمرهای منظومه شمسی حلقه ندارند؟نجوم و فضاعلمیپنج‌شنبه ۲۹ شهریور ۱۴۰۳ - ۱۷:۰۰مطالعه 6 دقیقهسارا ارجمندتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتقمرهای زیاد و متنوعی در منظومه شمسی كشف شده‌اند. با این‌حال نقطه اشتراك تمامشان یك چیز است: هیچ‌كدام حلقه ندارند .

تبلیغاتما تعداد زیادی قمر عجیب‌وغریب در منظومه شمسی داریم. قمرهای داغ و سرد؛ قمرهایی دارای مایعات و قمرهایی غبارآلود. یك سیاره قمری گردویی شكل دارد و قمر دیگری به شكل سیب‌زمینی است؛ اما تقریبا از میان ۳۰۰ قمری كه تاكنون كشف شده‌اند، حتی یكی از آن‌ها هم حلقه ندارد .

این مسئله واقعا عجیب است.از میان هشت سیاره منظومه شمسی، نیمی از سیاره‌ها حلقه‌هایی از غبار و یخ دارند كه به‌دور استوایشان می‌چرخند. تصور می‌شود مریخ نیز زمانی حلقه داشته است و براساس پژوهشی تازه، حتی سیاره آبی خودمان نیز احتمالاً درحدود ۵۰۰ میلیون سال پیش، حلقه‌ای شبیه به حلقه‌ی زحل داشت كه تا ده‌ها میلیون سال دوام آورده بود .

علاوه‌براین، برخی از سیاره‌های كوتوله هم حلقه دارند؛ گرچه ستاره‌شناس‌ها هنوز نتوانسته‌اند به چگونگی شكل‌گیری این حلقه‌ها پی ببرند. حتی برخی از سیارك‌ها نیز حلقه‌های خودشان را دارند.ماریو سوسركیا، اخترفیزیكدان در دانشگاه آدولفو ایبانز شیلی و همكارانش، در حین بررسی مفهوم قمرهای حلقه‌دار در خارج از منظومه شمسی، درگیر این پرسش شدند كه چرا قمرهای محله‌ی كیهانی خودمان فاقد حلقه هستند .

او در مصاحبه با ساینس آلرت توضیح می‌دهد:اگر سیاره‌های غول‌پیكر منظومه شمسی حلقه دارند و اگر سیارك‌های آن سوی  مدار مشتری و اجرام فرانپتونی هم حلقه دارند، چرا قمرهای منظومه شمسی حلقه ندارند؟ این غیبت با توجه به وجود حلقه‌ها در نقاط دیگر غیرمنطقی است .

در نتیجه بهتر است بررسی كنیم آیا دلایل دینامیكی زمینه‌ای وجود دارند كه از تشكیل حلقه‌ها یا ثبات بلندمدت آن‌ها در اطراف قمرها جلوگیری می‌كنند.تصویر تلسكوپ فضایی جیمز وب از حلقه‌های سیاره اورانوس.ما هنوز به‌طور قطعی قمری خارج از منظومه شمسی كشف نكرده‌ایم، اما سوسركیا و همكارانش در سال ۲۰۲۱ این فرضیه را مطرح كردند كه اگر یك قمر سیستم حلقه‌ی بزرگی داشته باشد، می‌تواند با مسدودكردن نور ستاره به اندازه‌ی كافی، وجود خود را ابزار كند .

اما این گروه بعدا متوجه شد كه ما هنوز قمری حلقه‌دار را ندیده‌ایم و درنتیجه احتمال وجود آن‌ها بسیار پایین است.وقتی ستاره‌شناسی باشید كه پرسشی در ذهن و ابزاری شبیه‌سازی در دسترس داشته باشید،  تنها یك كار می‌توانید انجام دهید: مدل‌هایی از منظومه‌های كیهانی بسازید و ببینید وقتی آن‌ها را به حركت درآورید، چه اتفاقی رخ می‌دهد .

مواد خام بسیاری وجود دارند كه حلقه‌ها می‌توانند از آن‌ها در اطراف قمرهای منظومه شمسی شكل بگیرند. برخی از این مواد، غبار حاصل از شكل‌گیری دهانه‌های برخوردی هستند.  برخی قمرهای دیگر از خود بخار یا گاز منتشر می‌كنند بنابراین به نظر می‌رسد مشكلی در شكل‌گیری حلقه وجود نداشته باشد .

پژوهشگرها با توجه به تأثیر گرانشی قمر، سیاره میزبان و قمرهای دیگر، شبیه‌سازی‌های N جسمی را طراحی و آزمایش كردند و متوجه شدند با توجه به این متغیرها، شكل‌گیری حلقه در اطراف قمرها دشوار است.حلقه‌ی E زحل كه از مواد منتشرشده از قمر یخی انسلادوس ایجاد شده استبرای مثال انسلادوس، قمر زحل با فعالیت چشمگیر سطحی خود بخار آب، ذرات یخ و گازهایی را از یخ‌فشان‌هایش در منطقه‌ی قطب جنوب منتشر می‌كند .

با این‌حال، به جای شكل گیری حلقه‌ای در اطراف این قمر، این مواد به خاطر برهم‌كنش‌های شدید با قمرهای همسایه به مدار زحل منتقل می‌شوند و حلقه‌ی E زحل را تغذیه می‌كنند.به بیان دیگر، با اینكه قمرها بخشی از مواد خام لازم برای حلقه‌ را تولید می‌كنند، محیط مجاور آن‌ها باعث می‌شود بخش زیادی از این مواد در اختیار سیاره میزبان قرار بگیرد و از شكل‌گیری حلقه در اطراف خود قمرها جلوگیری می‌شود .

تاكنون ناسا ۲۹۳ قمر را در مدار سیاره‌های منظومه شمسی كشف كرده است كه اغلب آن‌ها به سیاره‌های مشتری و زحل تعلق دارند. همچنین قمرهایی در اطراف سیاره‌های كوتوله و حتی سیارك‌ها كشف شده‌اند.سوسركیا و گروهش قمرهای انواع اجرام منظومه شمسی از ماه زمین گرفته تا قمرهای بزرگ‌تر سیاره‌های مشتری و زحل را طی میلیون‌ها سال تكامل شبیه‌سازی كردند .

آن‌ها به دنبال بررسی ثبات این اجرام، محیط گرانشی‌شان، منظومه‌های حلقه‌ی احتمالی و تغییراتشان در طول زمان بودند.  نتایج بررسی چیزی خلاف انتظار پژوهشگرها بود. سوسركیا در این باره توضیح می‌دهد:در ابتدا انتظار داشتم حلقه‌ها كاملا ناپایدار باشند كه به‌صورت مستقیم به پرسش ما پاسخ می‌داد .

با این‌حال برخلاف انتظار متوجه شدیم كه این ساختارها در بسیاری شرایط ثبات خود را حفظ كرده‌اند. در واقع در یكی از مقاله‌های گذشته نشان دادیم كه قمرهای منزوی می‌توانند حلقه‌هایی پایدار داشته باشند، اما پیش‌بینی نمی‌كردیم كه قمرها در محیط‌های گرانشی خشن با وجود تعداد زیادی از قمرها و سیاره‌های دیگری كه حلقه‌هایشان را توزیع كرده‌اند، همچنان پایدار باقی بمانند .

شگفتی دیگر مربوط به زمانی بود كه متوجه شدیم این محیط‌های خشن به جای نابودسازی حلقه‌ها با ایجاد ساختارهایی مثل شكاف‌ها و موج‌ها به آن‌ها زیبایی می‌بخشند كه درست مشابه چیزی بود كه در حلقه‌های زحل می‌بینیم .

قمر یاپتوس زحل با یال استوایی برجسته‌ی خود.برخی شاخصه‌ها در قمرهای منظومه‌ی شمسی، نشانه‌ای از گذشته‌ی حلقه‌ها هستند. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند كه سنگ‌ریزه‌های یافت‌شده در مدار رئا، قمر زحل می‌توانند آخرین بقایای یك سیستم حلقه‌ی كامل باشند .

همچنین قمر یاپتوس زحل دارای شیاری استوایی است كه می‌تواند باقی‌مانده‌ی حلقه‌ای باشد كه روی این قمر سقوط كرده و از این نظر درست به حلقه‌های زحل شبیه‌ است كه به آرامی روی این غول گازی می‌بارند.یافته‌ها نشان می‌دهد دلیل اینكه امروز حلقه‌ای در منظومه‌ی شمسی نمی‌بینیم، این است كه  در زمان و مكان درستی قرار نداریم .

فشار پرتوهای خورشید، میدان‌های مغناطیسی، گرمایش داخلی و پلاسمای مغناطیس‌كره‌ای همه بر ازدست‌رفتن حلقه‌های قمری كه زمانی وجود داشتند تأثیر می‌گذارند.  به گفته‌ی سوسركیا:معتقدم تا حدی در این باره بد‌شانس هستیم؛ زیرا رصد جهان را در طول دوره‌ای شروع كردیم كه این ساختارها دیگر وجود ندارند .

پس از انجام این پژوهش متقاعد شدم كه این حلقه‌ها احتمالا در گذشته وجود داشته‌اند.از سویی، تنها دلیلی كه حلقه‌های زحل را می‌بینیم این است كه در زمان و مكان درستی قرار داریم. به همین دلیل خورشیدگرفتگی و ماه‌گرفتگی را می‌بینیم؛ چرا كه ماه به مرور از زمین دور می‌شود و زمانی آنقدر دور خواهد شد كه دیگر نمی‌تواند به طور كامل خورشید را بپوشاند .

بیشتر بخوانید:چه می‌شد اگر زمین مانند زحل حلقه داشت؟22 اردیبهشت 03مطالعه '4چرا سیاره‌ مشتری مانند زحل دارای حلقه‌های بزرگ و درخشان نیست؟7 مرداد 01مطالعه '4شكوه حلقه‌های زحل.پژوهشگرها معتقدند شبیه‌سازی‌های بعدی كه پارامترهای بیشتری را درنظر می‌گیرند، مثل فشار پرتوها و میدان‌های مغناطیسی می‌توانند به ما در درك نبود حلقه‌های قمری با جزئیات بیشتری كمك كنند .

همچنین باید قمرها را با دقت بیشتری بررسی كنیم و به جستجوی شواهدی از گذشته مثل شیارهای یاپتوس برویم.  در عین حال سوسركیا و همكارانش به دنبال گسترش جستجویشان و جستجوی قمرهای حلقه‌ها در اطراف دنیاهای بیگانه فراخورشیدی هستند .

او توضیح می‌دهد:در شگفتم كه چه داستان‌های اسطوره‌ای و حماسی از ساكنین دنیاهای دیگر درباره‌ی قمرهای حلقه‌دار خواهیم شنید. یعنی داستان‌ها و فرهنگ‌ آن‌ها درباره‌ی قمرهای حلقه‌ها چه تفاوتی با داستان‌های ما خواهد داشت؟ بی‌نهایت احتمال وجود دارد .

منبع : https://www.zoomit.ir/space/426697-why-solar-system-moons-no-rings/