يُعرف زحل بكونه عملاقًا للغاز ، ولأنه نظام حلقي مثير للإعجاب. ولكن هل من المفاجئ أن تعرف أن هذا الكوكب يحتوي أيضًا على ثاني أكبر أقمار في المجموعة الشمسية ، في المرتبة الثانية بعد المشتري؟ نعم ، يحتوي زحل على ما لا يقل عن 150 قمرًا وقمرًا صغيرًا في المجموع ، على الرغم من أن 62 فقط قد تأكدت من المدارات و 53 فقط تم إعطاؤها أسماء رسمية.
معظم هذه الأقمار عبارة عن أجسام جليدية صغيرة لا تزيد عن أجزاء من نظامها الدائري الرائع. في الواقع ، 34 من الأقمار التي تم تسميتها يبلغ قطرها أقل من 10 كم بينما يبلغ قطر 14 أخرى من 10 إلى 50 كم. ومع ذلك ، فإن بعض أقماره الداخلية والخارجية هي من بين أكبر الأقمار وأكثرها إثارة في المجموعة الشمسية ، حيث يبلغ قطرها ما بين 250 و 5000 كم وتضم بعضًا من أعظم الألغاز في المجموعة الشمسية.
تحتوي أقمار زحل على مجموعة متنوعة من البيئات فيما بينها لدرجة أنك ستغفر لرغبتك في قضاء مهمة كاملة بمجرد النظر إلى أقمارها الصناعية. من تيتان البرتقالي والضبابي إلى الأعمدة الجليدية المنبعثة من إنسيلادوس ، فإن دراسة نظام زحل يمنحنا الكثير من الأشياء للتفكير فيها. ليس ذلك فحسب ، تستمر اكتشافات القمر في الظهور. اعتبارًا من أبريل 2014 ، هناك 62 قمرًا صناعيًا معروفًا لزحل (باستثناء حلقاته الرائعة بالطبع). تم تسمية ثلاثة وخمسين من تلك العوالم.
الاكتشاف والتسمية:
قبل اختراع التصوير التلسكوبي ، تمت ملاحظة ثمانية من أقمار زحل باستخدام تلسكوبات بسيطة. أول من تم اكتشافه كان تيتان ، أكبر قمر زحل ، والذي لاحظه كريستيان هيجنز في عام 1655 باستخدام تلسكوب من تصميمه الخاص. بين عامي 1671 و 1684 ، اكتشف جيوفاني دومينيكو كاسيني أقمار تيثيس ، ديون ، ريا وإيبيتوس - والتي أطلق عليها مجتمعة اسم "Sider Lodoicea" (اللاتينية لـ "Louisian Stars" ، بعد الملك لويس الرابع عشر ملك فرنسا).
في عام 1789 ، اكتشف ويليام هيرشل ميماس وإنسيلادوس ، في حين أن علماء الفلك الأب والابن دبليو سي بوند و جي بي. اكتشف بوند Hyperion في عام 1848 - والذي اكتشفه ويليام لاسيل بشكل مستقل في نفس العام. بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، سمح اختراع لوحات فوتوغرافية طويلة التعرض لاكتشاف المزيد من الأقمار - أولها Phoebe ، لاحظ في عام 1899 بواسطة WH. بيكرينغ.
في عام 1966 ، اكتشف الفلكي الفرنسي أودوين دولفوس القمر الصناعي العاشر لزحل ، والذي سُمي فيما بعد جانوس. بعد بضع سنوات ، تم إدراك أن ملاحظاته لا يمكن تفسيرها إلا إذا كان هناك قمر صناعي آخر موجود مع مدار مشابه لمدار يانوس. سمي هذا القمر الحادي عشر لاحقًا Epimetheus ، الذي يشترك في نفس المدار مع Janus وهو المدار المشترك الوحيد المعروف في النظام الشمسي.
بحلول عام 1980 ، تم اكتشاف ثلاثة أقمار إضافية وأكدتها لاحقًا فوييجر المجسات. كانت أقمار طروادة (انظر أدناه) هيلين (التي تدور حول ديون) وكذلك تيليستو وكاليبسو (التي تدور حول تيثيس).
وقد أحدثت دراسة الكواكب الخارجية ثورة منذ ذلك الحين باستخدام مجسات فضائية بدون طيار. بدأ هذا مع وصول فوييجر المركبة الفضائية إلى النظام Cronian في 1980-81 ، مما أدى إلى اكتشاف ثلاثة أقمار إضافية - أطلس ، بروميثيوس ، وباندورا - ليصل المجموع إلى 17. بحلول عام 1990 ، كشفت الصور المؤرشفة أيضًا عن وجود Pan.
وأعقب ذلك كاسيني-هيغنز المهمة ، التي وصلت إلى زحل في صيف 2004. في البداية ، كاسيني اكتشف ثلاثة أقمار داخلية صغيرة ، بما في ذلك Methone و Pallene بين Mimas و Enceladus ، وكذلك القمر Lagrangian الثاني من Dione - Polydeuces. في نوفمبر 2004 ، كاسيني أعلن العلماء أن عدة أقمار أخرى يجب أن تدور حول حلقات زحل. من هذه البيانات ، تم تأكيد عدة قمر صناعي وأقمار دافنيس وأنتي.
وقد ساعدت دراسة أقمار زحل أيضًا على إدخال الأجهزة الرقمية المقترنة بالشحن ، والتي حلت محل لوحات التصوير الفوتوغرافي بحلول نهاية القرن العشرين. وبسبب هذا ، بدأت التلسكوبات الأرضية في اكتشاف عدة أقمار غير منتظمة جديدة حول زحل. في عام 2000 ، عثرت ثلاثة مقاريب متوسطة الحجم على 13 قمرًا جديدًا لها مدارات غريبة الأطوار كانت بعيدة جدًا عن الكوكب.
في عام 2005 ، أعلن علماء الفلك الذين يستخدمون مرصد ماونا كيا عن اكتشاف اثني عشر قمراً خارجياً صغيراً. في عام 2006 ، أبلغ علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب سوبارو الياباني في ماونا كيا عن اكتشاف تسعة أقمار غير منتظمة. في أبريل من عام 2007 ، تم الإعلان عن طريق (S / 2007 S 1) ، وفي مايو من نفس العام ، تم الإبلاغ عن S / 2007 S 2 و S / 2007 S 3.
تم اقتراح الأسماء الحديثة لأقمار زحل من قبل جون هيرشل (ابن وليام هيرشل) في عام 1847. وتمشيا مع تسمية الكواكب الأخرى ، اقترح تسميتها على اسم الشخصيات الأسطورية المرتبطة بإله الزراعة والحصاد الروماني - زحل ، أي ما يعادل كرونوس اليوناني. على وجه الخصوص ، سميت الأقمار الصناعية السبعة المعروفة باسم جبابرة و Titanesses و Giants - إخوة وأخوات كرونوس.
في عام 1848 ، اقترح لاسيل تسمية القمر الصناعي الثامن لزحل باسم هايبريون بعد تيتان آخر. عندما تم استنفاد أسماء جبابرة في القرن العشرين ، تم تسمية الأقمار على اسم شخصيات مختلفة من الأساطير اليونانية الرومانية ، أو عمالقة من الأساطير الأخرى. تم تسمية جميع الأقمار غير المنتظمة (باستثناء فيبي) على اسم آلهة الإنويت والغالي وعمالقة الجليد الإسكندنافيين.
أقمار زحل الداخلية الكبيرة:
يتم تجميع أقمار زحل بناءً على حجمها ومداراتها وقربها من زحل. تحتوي الأقمار الداخلية والأقمار العادية على ميول مدارية صغيرة وغريبة الأطوار ومدارات بروغراد. وفي الوقت نفسه ، للأقمار غير المنتظمة في المناطق الخارجية نصف قطرها المداري لملايين الكيلومترات ، والفترات المدارية التي تستمر لعدة سنوات ، وتتحرك في مدارات رجعية.
الأقمار الكبيرة الداخلية لزحل ، والتي تدور في مدار E الدائري (انظر أدناه) ، تشمل الأقمار الصناعية الأكبر Mimas و Enceladus و Tethys و Dione. تتكون جميع هذه الأقمار في المقام الأول من جليد الماء ، ويعتقد أنها متمايزة إلى قلب صخري وغطاء جليدي وقشرة. يبلغ قطرها 396 كم وكتلتها 0.4 × 1020 كيلوغرام ، ميماس هو أصغر وأقل كتلة من هذه الأقمار. وهو بيضاوي الشكل ويدور حول زحل على مسافة 185.539 كيلومتر مع فترة مدارية 0.9 يوم.
يسمي بعض الناس مازحًا قمر "نجمة الموت" بسبب الحفرة الموجودة في سطحه والتي تشبه الآلة منحرب النجومكون. 140 كم (88 ميل) Herschel Crater هو حوالي ثلث قطر القمر نفسه ، ويمكن أن يكون قد خلق كسور (تشاسماتا) على الجانب المقابل للقمر. في الواقع ، هناك فوهات في جميع أنحاء سطح القمر الصغير ، مما يجعلها من بين أكثر الحفر في النظام الشمسي.
في حين يبلغ قطر إنسيلادوس 504 كم وكتلة 1.1 × 1020 كم وهي كروية الشكل. يدور حول زحل على مسافة 237،948 كم ويستغرق 1.4 يومًا لإكمال مدار واحد. على الرغم من أنه أحد الأقمار الكروية الأصغر ، إلا أنه القمر الكروني الوحيد النشط داخليًا - وهو واحد من أصغر الأجسام المعروفة في المجموعة الشمسية النشطة جيولوجيًا. وينتج عن ذلك ميزات مثل "خطوط النمر" الشهيرة - وهي سلسلة من الأعطال المستمرة والمنقوسة والمنحنية قليلاً والمتوازية تقريبًا داخل خطوط العرض القطبية الجنوبية للقمر.
كما لوحظت نوافير كبيرة في المنطقة القطبية الجنوبية تطلق أعمدة من جليد الماء والغاز والغبار بشكل دوري والتي تعيد ملء الحلقة الإلكترونية لزحل. هذه الطائرات هي واحدة من المؤشرات العديدة على أن إنسيلادوس لديها مياه سائلة تحت قشرتها الجليدية ، حيث تطلق عمليات الطاقة الحرارية الأرضية ما يكفي من الحرارة للحفاظ على محيط ماء دافئ أقرب إلى قلبها.
يحتوي القمر على خمسة أنواع مختلفة من التضاريس على الأقل ، سطح جيولوجي "صغير" لا يتجاوز 100 مليون سنة. مع البياض الهندسي بأكثر من 140 ٪ ، والذي يرجع إلى كونه يتألف إلى حد كبير من جليد الماء ، يعد إنسيلادوس أحد ألمع الأشياء المعروفة في النظام الشمسي.
يبلغ قطر تيثيس 1066 كم ، وهو ثاني أكبر أقمار زحل الداخلية والقمر السادس عشر في النظام الشمسي. تتكون غالبية سطحه من تضاريس شديدة التلال والتلال شديدة الانحدار ومنطقة سهول أصغر وأكثر سلاسة. أبرز معالمها هي فوهة التصادم الكبيرة في أوديسيوس ، التي يبلغ قطرها 400 كم ، ونظام الوادي الشاسع المسمى إيثاكا تشاسما - والذي يتحد مع أوديسيوس ويبلغ عرضه 100 كم وعمقه من 3 إلى 5 كم وعمقه 2000 كم.
يبلغ قطرها وكتلتها 1123 كم و 11 × 1020 كجم ، Dione هو أكبر قمر داخلي لزحل. معظم سطح ديون عبارة عن تضاريس قديمة مليئة بالثقوب ، مع فوهات يصل قطرها إلى 250 كم. ومع ذلك ، فإن القمر مغطى أيضًا بشبكة واسعة من الأحواض والأنساب التي تشير إلى أنه في الماضي كان لديه نشاط تكتوني عالمي.
إنها مغطاة بالأودية ، والتشقق والحفر ، وهي مطلية من الغبار في الحلقة الإلكترونية التي جاءت أصلاً من إنسيلادوس. وقد دفع موقع هذا الغبار علماء الفلك إلى افتراض أن القمر كان يدور حوالي 180 درجة من تصرفه الأصلي في الماضي ، ربما بسبب تأثير كبير.
الأقمار الخارجية الكبيرة لزحل:
تتشابه الأقمار الخارجية الكبيرة ، التي تدور خارج حلقة زحل E ، في تكوينها مع الأقمار الداخلية - أي تتكون بشكل أساسي من الجليد المائي والصخور. من بينها ، تعتبر ريا ثاني أكبر قطر 1.527 كم و 23 × 1020 كجم في الكتلة - وتاسع أكبر قمر في النظام الشمسي. يبلغ نصف قطر المدار 527،108 كم ، وهو خامس أبعد مسافة بين الأقمار الأكبر ويستغرق 4.5 يومًا لإكمال مدار.
مثل الأقمار الصناعية Cronian الأخرى ، تتمتع ريا بسطح شديد الانهيار ، وعدد قليل من الكسور الكبيرة في نصف الكرة المتأخر. تحتوي ريا أيضًا على حوضين كبيرين للتأثير على نصف الكرة الأرضية المضاد لزحل - حفرة تيراوا (على غرار أوديسيوس في تيثيس) وحفرة لم يتم تسميتها حتى الآن - يبلغ قطرها 400 و 500 كم على التوالي.
تحتوي ريا على قسمين رئيسيين على الأقل ، الأول هو فوهات مشرقة مع فوهات أكبر من 40 كم (25 ميلاً) ، وقسم ثانٍ مع فوهات أصغر. يعتقد أن الفرق في هذه الميزات هو دليل على حدث كبير لإعادة الظهور في وقت ما من الماضي ريا.
بقطر 5150 كم و 1350 × 1020 كيلوجرام في الكتلة ، تيتان هو أكبر قمر لزحل ويضم أكثر من 96 ٪ من الكتلة في المدار حول الكوكب. تيتان هو أيضًا القمر الكبير الوحيد الذي له غلافه الخاص ، وهو بارد وكثيف ويتكون بشكل أساسي من النيتروجين مع جزء صغير من الميثان. لاحظ العلماء أيضًا وجود هيدروكربونات عطرية متعددة الحلقات في الغلاف الجوي العلوي ، وكذلك بلورات جليد الميثان.
يظهر سطح تيتان ، الذي يصعب ملاحظته بسبب الضباب الجوي المستمر ، فقط عدد قليل من فوهات الارتطام ، ودليل على البراكين البارد ، وحقول الكثبان الطولية التي تم تشكيلها على ما يبدو بواسطة رياح المد والجزر. تيتان هو أيضًا الجسم الوحيد في النظام الشمسي بجانب الأرض مع أجسام سائلة على سطحه ، في شكل بحيرات الميثان والإيثان في المناطق القطبية الشمالية والجنوبية تيتان.
يتميز تيتان أيضًا بأنه القمر Cronian الوحيد الذي كان له مسبارًا على الإطلاق. كانت هذه مركبة الهبوط Huygens ، والتي تم نقلها إلى العالم الغامض بواسطة مركبة كاسيني الفضائية. تعتبر العمليات التي تشبه تيتان والجو السميك من تيتان من بين الأشياء التي تميز هذا العالم عن العلماء ، والتي تشمل إيثانها وأمطار الميثان من الغلاف الجوي وتتدفق على السطح.
بمسافة مدارية تبلغ 1،221،870 كم ، هو ثاني أبعد قمر كبير من زحل ، ويكمل مدارًا واحدًا كل 16 يومًا. مثل يوروبا وجانيميد ، يُعتقد أن تيتان لديها محيط تحت السطح مصنوع من الماء الممزوج بالأمونيا ، والذي يمكن أن يندلع على سطح القمر ويؤدي إلى البراكين المبردة.
هايبيريون هو الجار المباشر لتيتان. يبلغ متوسط قطرها حوالي 270 كم ، وهي أصغر وأخف وزنًا من ميماس. كما أنها غير منتظمة الشكل وغريبة للغاية في التكوين. بشكل أساسي ، القمر عبارة عن جسم بيضاوي ، بلون أسمر ذي سطح مسامي للغاية (يشبه الإسفنج). سطح هايبريون مغطى بالعديد من الحفر الصدمية ، يبلغ قطر معظمها من 2 إلى 10 كم. كما أن لديها دورانًا لا يمكن التنبؤ به للغاية ، بدون أقطاب أو خط استواء محدد جيدًا.
بقطر 1،470 كم و 18 × 1020 كيلوغرامًا في الكتلة ، يُعد إيبتوس ثالث أكبر أقمار زحل الكبيرة. وعلى مسافة 3،560،820 كم من زحل ، وهي أبعد مسافة من الأقمار الكبيرة ، وتستغرق 79 يومًا لإكمال مدار واحد. نظرًا للون وتكوين غير عاديين - نصف الكرة الرئيسي الداكن والأسود في حين أن نصف الكرة المتأخر أكثر إشراقًا - غالبًا ما يطلق عليه "ين ويانغ" لأقمار زحل.
أقمار زحل غير النظامية:
ما وراء هذه الأقمار الأكبر هي أقمار زحل غير النظامية. هذه الأقمار الصناعية صغيرة ، لها نصف قطر كبير ، تميل ، ولها مدارات رجعية في الغالب ، ويعتقد أنها اكتسبتها جاذبية زحل. تتكون هذه الأقمار من ثلاث مجموعات أساسية - مجموعة الإنويت ومجموعة الغالي ومجموعة نورس.
تتكون مجموعة الإنويت من خمسة أقمار غير منتظمة يتم تسميتها جميعًا من أساطير الإنويت - Ijiraq و Kiviuq و Paaliaq و Siarnaq و Tarqeq. تحتوي جميعها على مدارات منتشرة تتراوح من 11.1 إلى 17.9 مليون كيلومتر ، وقطرها من 7 إلى 40 كم. كلها متشابهة في المظهر (محمر في اللون) ولها ميول مدارية تتراوح بين 45 و 50 درجة.
مجموعة Gallic عبارة عن مجموعة من أربعة أقمار خارجية مسجلة تم تسميتها للشخصيات في أساطير Gallic -Albiorix و Bebhionn و Erriapus و Tarvos. هنا أيضًا ، تتشابه الأقمار في المظهر ولها مدارات تتراوح من 16 إلى 19 مليون كيلومتر. تتراوح ميولهم في نطاق 35 درجة -40 درجة ، وغريبتها حول 0.53 ، وتتراوح في حجمها من 6 إلى 32 كم.
أخيرًا ، هناك مجموعة الإسكندنافية ، والتي تتكون من 29 قمرًا خارجيًا رجعيًا تأخذ أسماءها من الميثولوجيا الإسكندنافية. تتراوح هذه الأقمار الصناعية في الحجم من 6 إلى 18 كم ، ومسافاتها من 12 و 24 مليون كيلومتر ، وميلها بين 136 درجة و 175 درجة ، وتفاوتاتها بين 0.13 و 0.77. يشار إلى هذه المجموعة أحيانًا باسم مجموعة Phoebe ، نظرًا لوجود قمر أكبر واحد في المجموعة - والذي يبلغ قطره 240 كم. ثاني أكبر يمير يبلغ عرضه 18 كم.
داخل الأقمار الداخلية والخارجية الكبيرة ، هناك أيضًا أولئك الذين ينتمون إلى مجموعة Alkyonide. هذه الأقمار - ميثون ، أنث ، وبالين - تمت تسميتها على اسم الألكيونيدات في الأساطير اليونانية ، وتقع بين مداري ميماس وإنسيلادوس ، وهي من بين أقمار صغيرة حول زحل. بعض الأقمار الكبيرة لها أقمار خاصة بها ، والتي تعرف بأقمار طروادة. على سبيل المثال ، لدى Tethys اثنين من أحصنة طروادة - Telesto و Calypso ، في حين أن Dione لديها Helene و Polydeuces.
تشكيل القمر:
يُعتقد أن قمر زحل تيتان ، أقماره وحلقاته متوسطة الحجم تطورت بطريقة أقرب إلى أقمار المشتري الجليلية. باختصار ، هذا يعني أن الأقمار العادية تتكون من قرص كواكب ، حلقة من الغاز المتراكم والحطام الصلب الشبيه بالقرص الكواكب الأولي. في غضون ذلك ، يُعتقد أن الأقمار الخارجية غير المنتظمة كانت أشياء التقطتها جاذبية زحل وبقيت في مدارات بعيدة.
ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات في هذه النظرية. في أحد السيناريوهات البديلة ، تم تشكيل قمرين بحجم تيتان من قرص تنامي حول زحل. الثاني ينفصل في نهاية المطاف لإنتاج الحلقات والأقمار المتوسطة الحجم الداخلية. في آخر ، تم دمج قمران كبيران معًا لتشكيل تيتان ، وتناثر التصادم حطامًا جليديًا تشكل لتشكيل أقمار متوسطة الحجم.
ومع ذلك ، تظل آليات كيفية تشكل القمر لغزًا في الوقت الحالي. مع تحميل مهام إضافية لدراسة الأجواء والتراكيب والسطوح لهذه الأقمار ، قد نبدأ في فهم مصدرها.
يشبه نظام الأقمار الصناعية لكوكب زحل ، تمامًا مثل المشتري وجميع عمالقة الغاز الآخرين ، نطاقًا واسعًا لأنه مثير للإعجاب. بالإضافة إلى الأقمار الأكبر التي يعتقد أنها تشكلت من حقل حطام ضخم كان يدور حوله مرة واحدة ، فإنه يحتوي أيضًا على عدد لا يحصى من الأقمار الصناعية التي تم التقاطها بواسطة مجال الجاذبية على مدى مليارات السنين. يمكن للمرء أن يتخيل فقط عدد ما تبقى من العثور على يدور حول العملاق الحلقية.
لدينا العديد من المقالات الرائعة حول زحل وقمره هنا في مجلة الفضاء. على سبيل المثال ، إليك عدد الأقمار التي يمتلكها زحل؟ وهل زحل يصنع قمرًا جديدًا؟
إليك مقالة عن اكتشاف قمر زحل الستين ، ومقال آخر عن كيف يمكن لأقمار زحل أن تصنع حلقات جديدة.
هل تريد المزيد من المعلومات حول أقمار زحل؟ تحقق من معلومات كاسيني التابعة لناسا على أقمار زحل ، والمزيد من موقع استكشاف النظام الشمسي التابع لناسا.
لقد سجلنا حلقتين من فريق علم الفلك حول زحل. الأولى هي الحلقة 59: زحل ، والثانية هي الحلقة 61: أقمار زحل.
مصادر:
- وكالة ناسا- مهمة كاسيني - أقمار زحل
- أقمار زحل (وكالة الفضاء الأوروبية)
- بعثة كاسيني للانقلاب (وكالة ناسا)
- Cassini-Huygens (وكالة الفضاء الأوروبية)
- المختبر المركزي لتصوير كاسيني للعمليات (CICLOPS)
