في عام 1655 ، أصبح عالم الفلك كريستيان هيغنز أول شخص يراقب نظام الخواتم الجميل الذي يحيط بزحل. وبينما هم بالتأكيد الأكثر إثارة ، اكتشف الفلكيون منذ ذلك الحين أن جميع عمالقة الغاز والجليد في النظام الشمسي (أي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون) لديهم نظامهم الخاص من الحلقات.
ظلت هذه الأنظمة مصدرًا لفتنة الفلكيين ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن أصولهم لا تزال شيئًا من الغموض. ولكن بفضل دراسة حديثة أجراها باحثون من معهد طوكيو للتكنولوجيا وجامعة كوبي ، يمكن حل أصول هذه الحلقات. وفقًا لدراستهم ، فإن الحلقات هي قطع من كواكب قزمة تمزقت بشكل عابر ، ثم تمزقها إلى قطع!
يمكن أن يساعد هذا البحث في حل العديد من الأسئلة الملحة حول الأنظمة الحلقية حول الكواكب العملاقة في نظامنا ، بالإضافة إلى تفاصيل حول ماضي الأنظمة الشمسية. من أجل دراستهم - بعنوان "تكوين الحلقة حول الكواكب العملاقة عن طريق اضطراب المد والجزر لجسم حزام كويبر الكبير واحد يمر" - نظر الفريق الياباني من الباحثين في عدد من العوامل.
أولاً ، نظروا في تنوع أنظمة الحلقة المختلفة في نظامنا الشمسي. على سبيل المثال ، حلقات زحل ضخمة (حوالي 100000 تريليون كيلوغرام!) وتتكون بشكل ساحق (90-95٪) من ثلج الماء. في المقابل ، تتكون الحلقات الأقل ضخامة من أورانوس ونبتون من مادة أغمق ، ويعتقد أنها تحتوي على نسب أعلى من المواد الصخرية فيها.
لإلقاء بعض الضوء على هذا ، نظر الفريق إلى نموذج لطيف - نظرية تكوين النظام الشمسي التي تنص على أن عملاق الغاز هاجر إلى موقعه الحالي خلال القصف الثقيل المتأخر. حدثت هذه الفترة بين 4 و 3.8 مليار سنة مضت ، وتميزت بعدد كبير غير متناسب من الكويكبات من الكواكب التي ضربت الفضاء عبر نبتون في النظام الشمسي الداخلي.
ثم نظروا في نماذج حديثة أخرى لتكوين النظام الشمسي تفترض أن الكواكب العملاقة واجهت لقاءات وثيقة مع أجسام بحجم بلوتو خلال هذا الوقت. من هذا ، طوروا النظرية القائلة بأن الحلقات يمكن أن تكون نتيجة لبعض هذه الأجسام المحاصرة وممزقة بفعل جاذبية عمالقة الغاز. لاختبار هذه النظرية ، قاموا بإجراء عدد من المحاكاة الحاسوبية لمعرفة ما سيحدث في هذه الحالات.
كما قال ريوكي هيودو - باحث في قسم علم الكواكب في جامعة كوبي والمؤلف الرئيسي على الورق - لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"لقد قمنا بمحاكاة مرتين. أولاً ، باستخدام محاكاة SPH (الديناميكيات الجسيمية الملساء) ، حققنا في اضطراب المد والجزر للأجسام ذات حجم بلوتو خلال اللقاءات القريبة مع الكواكب العملاقة وحساب كمية الشظايا التي يتم التقاطها حول الكواكب العملاقة. وجدنا ما يكفي من الكتلة / الشظايا لشرح الحلقات الحالية. ثم أجرينا التطور طويل الأمد للكتلة / الشظايا التي تم التقاطها باستخدام محاكاة الجسم N. وجدنا أن الشظايا التي تم التقاطها يمكن أن تتصادم مع بعضها البعض مع التدمير وتشكيل حلقات دائرية استوائية رقيقة حول الكواكب العملاقة. "
كانت نتائج هذه المحاكاة متسقة مع كتلة أنظمة الحلقة الملاحظة حول زحل وأورانوس. وشمل ذلك الأقمار الصناعية العادية لكلا الكوكبين - والتي كان من الممكن أن تكون نتاج لقاءات سابقة مع KBOs. كما أخذ في الاعتبار الاختلافات في تكوين الحلقات ، مما يوضح كيف يمكن لحدود Roche الخاصة بالكوكب أن تؤثر على نوع المواد التي يمكن التقاطها بفاعلية.
هذه الدراسة مهمة بشكل خاص لأنها تقدم أدلة يمكن التحقق منها لواحد من الألغاز الدائمة لنظامنا الشمسي. وكما يشير Hyodo ، يمكن أن يكون مفيدًا جدًا عندما يحين الوقت لفحص أنظمة الكواكب خارج الطاقة الشمسية أيضًا.
وقال: "اقترحت نظريتنا أنه كان لدينا في الماضي حقبتان محتملتان لتشكيل حلقات". أحدهما خلال مرحلة تراكم الكوكب والآخر أثناء القصف العنيف المتأخر. كما أن نموذجنا قابل للتطبيق بشكل طبيعي على الأنظمة الكوكبية الأخرى. لذا ، تتنبأ نظريتنا بأن الكواكب الخارجية لها أيضًا حلقات ضخمة حولها. "
في غضون ذلك ، قد يجد البعض فكرة أن أنظمة الحلقة هي جثث قزم الكواكب مزعجة. ولكن أعتقد أننا يمكن أن نتفق جميعا ، أ Soylent Green قد يكون التلميح قليلاً فوق القمة!
