توفر الملاحظات الجديدة دليلاً على أن أصل الحلقة E لكوكب زحل هو المواد المقذوفة من القمر إنسيلادوس
20.5.2006
بقلم: ميشال سعف، غاليليو
ويحيط بكوكب زحل عدة حلقات، يتحكم عرضها والمسافات بينها بفعل قوى جاذبية الأقمار المحيطة بالكوكب. الحلقة E هي الحلقة الخارجية لكوكب زحل. اكتشف باحثون من بريطانيا العظمى والولايات المتحدة، بقيادة ميشيل دوجيرتي، أن الحلقة E تتلقى إمدادات من المواد من القمر إنسيلادوس.
أثناء تحليق المركبة الفضائية كاسيني بالقرب من القمر إنسيلادوس، تم اكتشاف جو نشط يحيط بهذا القمر (وانظر: يورام أوريد، "الأكسجين المحيط بحلقات زحل"، "جاليليو" 88). وقامت المركبة الفضائية بثلاث رحلات جوية بالقرب من القمر، كان آخرها على مسافة 175 كيلومترا فقط منه. وأكدت النتائج التي توصلت إليها أجهزة مختلفة على متن المركبة الفضائية أن القمر محاط بغلاف جوي أصله، على ما يبدو، نوع من "السخان" الذي ينبعث منه جزيئات ويقع بالقرب من القطب الجنوبي للقمر. ولا تتراكم هذه الجسيمات على سطح القمر، بل يتم طردها إلى الفضاء وتوفر المادة التي تتكون منها الحلقة E لكوكب زحل.
كان الدليل الأولي على وجود الغلاف الجوي مغناطيسيًا. زحل محاط بمجال مغناطيسي يحبس الجسيمات المشحونة (البلازما). في أول تحليق لكاسيني بالقرب من إنسيلادوس، كان من الممكن ملاحظة اضطرابات في حركة الجسيمات المحاصرة في المجال المغناطيسي. وهذا يعني أن هناك تشوهًا في المجال المغناطيسي لزحل بسبب القمر. نظرًا لحجم إنسيلادوس، وبنيته وتكوينه المقدر، فمن غير المرجح أن يكون المجال المغناطيسي الداخلي (مثل مجال الأرض) هو الذي تسبب في هذه الاضطرابات. وكانت الفرضية الأكثر ترجيحًا، والتي تم التحقق منها لاحقًا، هي أن الجو الموصل للكهرباء هو سبب هذه الاضطرابات. فإذا كان هناك جو يحتوي على جسيمات مشحونة - أيونات - حرة الحركة، فإن هذا من شأنه أن يفسر التشوه في المجال المغناطيسي.
جاذبية إنسيلادوس ليست قوية بما يكفي للحفاظ على الغلاف الجوي على سطحه، لذلك يجب أن يكون هناك مصدر على سطح القمر لتزويد الجزيئات وتجديد الغلاف الجوي. وكشفت القياسات التي أجريت في الرحلتين الثانية والثالثة أن التشوه يحدث بشكل رئيسي بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، وألمحت إلى أن مصدر الجزيئات يقع على ما يبدو بالقرب من القطب الجنوبي.
يبدو أن الطائرة تنبعث منها جسيمات محايدة (الماء بشكل أساسي) والتي تتحول إلى أيونات بعد التفاعل مع البلازما في الغلاف المغناطيسي لزحل. وفي الرحلات الجوية اللاحقة، أصبح من الواضح أن الاضطرابات في المجال المغناطيسي تتغير، مما يوحي بتغيرات في الغلاف الجوي، وبالتالي تغيرات في نشاط النفاثات التي تنبعث منها الجسيمات.
ومن خلال عمليات المحاكاة التي أجريت، يتضح أن وجود تيار نفاث بالقرب من القطب الجنوبي يفسر جيدًا التغيرات في المجال المغناطيسي. كما أنه يعمل أيضًا على شرح مصدر المادة الموجودة في الحلقة E. ومع ذلك، يجب أن نتذكر أن هذا التفسير للنتائج هو تفسير أولي، وهناك حاجة إلى مزيد من المعالجة وربما ملاحظات إضافية للوصول إلى فهم عميق للديناميكيات في النظام .
