تم اكتشاف نظام حلقة جديد “مستحيل” على حافة النظام الشمسي ، والعلماء في حيرة من أمرهم
اكتشف علماء الفلك نظامًا حلقيًا جديدًا تمامًا داخل النظام الشمسي ، وهو يقع على مسافة كبيرة من الكوكب القزم الذي من المفترض أن يكون مستحيلًا.
الحلقة تحيط بـ Quaoar ، والذي يبلغ حجمه حوالي نصف حجم بلوتو ويقع خلف نبتون. إنها الحلقة الثالثة فقط التي توجد حول كوكب صغير ونظام الحلقة السابع في النظام الشمسي ، مع أشهر الحلقات المدروسة جيدًا والتي تحيط بالكواكب العملاقة زحل والمشتري ونبتون وأورانوس.
“ستة [previously known] تحتوي جميع الكواكب ذات الأنظمة الحلقية على حلقات قريبة جدًا من سطح الكوكب. لذا فإن هذا يتحدى نظريات تشكيل الحلقة لدينا ، “مؤلف مشارك في الدراسة فيك ديلون (يفتح في علامة تبويب جديدة)، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة شيفيلد في إنجلترا ، قال لـ Live Science. “كان يُعتقد سابقًا أنه من المستحيل وجود حلقات بعيدة جدًا ، لذا باختصار ، فإن حلقة Quaoar تمثل تحديًا حقيقيًا للتفسير نظريًا.”
متعلق ب: تتألق حلقات نبتون الشبحية في صور تلسكوب جيمس ويب الجديدة
يقع نظام الحلقات على مسافة سبعة أنصاف أقطار كوكبية بعيدًا عن Quaoar (أي سبعة أضعاف نصف قطر Quaoar) ، وهو أبعد بمرتين من الحد الأقصى النظري لنظام الحلقة ، المعروف باسم حد روش. للمقارنة ، يقع الجزء الرئيسي من حلقات زحل عند ثلاثة أنصاف أقطار كوكبية من عملاق الغاز.
في السابق ، كان يُعتقد أن الحلقات التي تتجاوز حد روش لن تكون قادرة على البقاء بعيدًا عن جسدها الأم.
قال ديلون: “الحلقات التي تكونت خارج حدود روش لا يُقصد منها أن تكون مستقرة ، بل يجب أن تتجمع بسرعة في أقمار صغيرة ، باستخدام كل مواد الحلقة”. “مع هذا الاكتشاف ، لدينا حلقة ليس فقط خارج حدود روش ، ولكن أبعد من ذلك بكثير.”
تم نشر نتائج الفريق في 8 فبراير في المجلة طبيعة. (يفتح في علامة تبويب جديدة)
كيف نما كوكب قزم حلقة بعيدة
يعتقد ديلون والفريق أن حلقة Quaoar تشكلت بشكل مشابه لحلقات النظام الشمسي الأخرى: أدت اصطدام الأقمار الصغيرة التي تدور حول الكوكب الأم إلى خلق حطام استقر في حلقة مكونة من الصخور والجليد وجزيئات الغبار.
لا يمكن لهذه الجسيمات إصلاح القمر الصغير إذا كانت قريبة من الكوكب وداخل حدود روش ، لأن قوى المد والجزر من الجسم الأم تمزقها باستمرار وتمنعها من التكتل ، وفقًا للباحثين. لكن هذا لا يمكن أن يكون هو الحال مع خاتم Quaoar.
قال ديلون: “يجب أن نجد طريقة ما لإيقاف تشكل القمر بعيدًا إلى هذا الحد”. “الجزيئات في الحلقة تتصادم طوال الوقت ، وإذا كانت هذه الاصطدامات مرنة ، فهذا يعني أن الجسيمات لا يمكن أن تلتصق ببعضها البعض لتشكيل القمر.” (التصادم المرن هو الذي يرتد فيه جسمان متصادمان بعيدًا عن بعضهما البعض بدلاً من التكتل معًا ، مثل كرة مطاطية تضرب الأرض.)
وقال ديلون إن الاصطدامات المرنة قد تكون ممكنة إذا كانت جسيمات الحلقة بها طبقة خارجية جليدية – وهو أمر معقول بالنظر إلى موقع Quaoar على حافة النظام الشمسي. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لتأكيد هذه الفكرة.
اكتشاف فرصة
اكتشف الباحثون نظام الحلقات أثناء التحقيق فيما إذا كان لدى Quaoar غلاف جوي. استخدم الفريق أداة HiPERCAM عالية السرعة في Gran Telescopio Canarias) ، وهو تلسكوب في جزر الكناري الإسبانية يمكنه اكتشاف الاختلافات الصغيرة في الضوء من نجوم الخلفية. أصبحت الحلقة مرئية عندما تسببت في انخفاض ما يقرب من 5 ٪ إلى 10 ٪ في الضوء من نجم الخلفية ، قبل وبعد مرور الجسم الرئيسي لـ Quaoar أمام النجم. استمر هذا الحدث ، المعروف بالغيب ، أقل من دقيقة.
قال ديلون: “كان الاكتشاف مفاجأة بعض الشيء”. “كنا نعلم أن هناك احتمال أن نجدهم ، لكننا لم نكن نبحث عنهم حقًا”.
حلقة Quaoar صغيرة جدًا وخافتة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها عبر التصوير المباشر ، حتى مع وجود أداة قوية مثل تلسكوب هابل الفضائي. أضاف ديلون أنه بخلاف أحداث الاختفاء ، فإن الطريقة الوحيدة لاكتشاف حلقات الكوكب القزم هذه هي إرسال مسبار آلي لزيارتها.
قال ديلون: “يُظهر لك هذا الاكتشاف التنوع المذهل للأشياء الموجودة في الفناء الخلفي الكوني الخاص بنا”. “لا يتعين عليك النظر إلى سنوات ضوئية في الكون البعيد للعثور على ما هو غير متوقع. لا تزال المفاجآت وفيرة في نظامنا الشمسي.”
