يمتلك "قلبا غامضا".. علماء يكتشفون معلومات مثيرة عن كوكب زحل

اكتشف علماء متخصصون في الفضاء والكواكب، كانوا يدرسون الحركات في نظام حلقات كوكب زحل، أن الكوكب يمتلك نواة غازية أكبر بكثير مما كان يعتقد سابقا.

واستخدم علماء الفلك البيانات التي جمعتها المركبة الفضائية "كاسيني" التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية "ناسا"؛ للكشف عن أن زحل يمتلك قلبا غامضا ومنتشرا بدون حدود محددة بوضوح.

وبحسب صحيفة "ديلي ميل" البريطانية، جمع المسبار، الذي عمل في مدار حول زحل لأكثر من 13 عاما، من عام 2004 إلى عام 2017، بيانات مستفيضة عن عملاق الغاز ونظام الحلقات الخاص به.

 

وسمحت البيانات لفريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في "باسادينا" باكتشاف أن قلب أو لب الكوكب مصنوع من مزيج من الهيليوم والهيدروجين وعناصر أثقل، وأنه يمتد إلى 60%من الكوكب، ولا يوجد خط حدود واضح.

ووصف العلماء ذلك بأنه "غموض داخلي في قلب الكوكب"، بدلا من اللب الصخري المشتبه به سابقا، مع الجليد الطيني والسوائل المعدنية والصخور والغازات.

وتضمنت الدراسات السابقة حول جوهر عمالقة الغاز فحص التكوين التفصيلي لمجال الجاذبية الخاص بهم كما يُرى من مركبة فضائية تدور في المدار.

وفي الدراسة الجديدة، استخدم علماء الفلك القياسات الزلزالية من الحلقات؛ لأنها تتفاعل مع مجال الجاذبية أدنى الكوكب، وهذا يسمح لهم برسم صورة أكثر تفصيلا عن أكثر مناطق العالم الفضائي غرابة وكيفية تغيرها.

وتسبب التذبذبات في الجزء الداخلي من زحل حركة في الكوكب، تظهر من خلال مجال الجاذبية، وتخلق تموجات في نظام الحلقات.

وتكمن مشكلة استخدام طريقة الجاذبية في تحديد التركيب الداخلي للعملاق الغازي في أن تأثير النواة على مجال الجاذبية ضئيل نسبيا؛ مما يحد من مستوى الدقة الذي يمكن تحقيقه.

ودفعت هذه المشكلة عالمي الفلك كريستوفر مانكوفيتش وجيم فولر إلى النظر لمجموعة البيانات الأوسع القادمة من المركبة الفضائية "كاسيني".

واكتشفا أن الأشياء كانت أكثر ضبابية مما كان يُفترض سابقا - مع دراسات سابقة تنبأت بوجود قلب معدني وخط حد ثابت مع الغلاف الخارجي.

ووجد العلماء أن الغلاف الخارجي للكوكب وهو الطبقة السميكة من الهيدروجين والهيليوم التي يمكننا رؤيتها عند النظر إلى خارج الكوكب، تشكل حوالي 40 % من نصف قطر زحل، مع اللب الذي يشكل الباقي، وكان الاكتشاف الآخر هو أن اللب والغلاف مصنوعان من مادة مماثلة - الهيدروجين والهيليوم والعناصر الثقيلة.

ووجد العلماء كذلك، أن سطح زحل يتحرك مترا كل ساعتين، مثل بحيرة متموجة ببطء مما يتسبب في اهتزاز جسيمات الحلقة، وسمح لهم تواتر التموجات في الحلقات بإيجاد أن باطن الكوكب مستقر، وعندما تشكل لأول مرة، شكل طبقات مستقرة بمواد ثقيلة مثل الصخور والجليد تتحرك باتجاه المركز وتتحرك الغازات إلى الطبقات الخارجية.

 

ويمثل تحديد كيفية تطور بنية زحل تحديا لنماذج تكوين الكواكب القياسية بسبب تفاعل الجاذبية الضعيف للنواة، وأوضح المؤلفون أن الدراسة الجديدة والملاحظات والقياسات الأكثر تفصيلا "توفر قيودا مهمة فيما يتعلق بتاريخ التراكم الجماعي".

ورجح العلماء أنه في السنوات الأولى من النظام الشمسي، ربما كانت لزحل حدود أكثر حدة بين اللب والغلاف الخارجي، لكنها تآكلت بمرور الوقت، وأنه يوجد الكثير من الصخور والجليد داخل قلب الكوكب الضخم هذا، بحيث يمكنك إعادة إنشاء الأرض 17 مرة.

وفي الواقع، هذا اللب "الضبابي" أكبر بمقدار 55 مرة من كتلة الأرض وهو مشابه في تركيبته لبنية كوكب المشتري العملاق.

ورأى العلماء أن هذا التوزيع التدريجي للعناصر الثقيلة يقيد عمليات الخلط في العمل في زحل، وقد يعكس التركيب البدائي للكوكب وتاريخ التراكم وهو كيف تشكل لأول مرة منذ مليارات السنين.

وتضع النماذج التي استخدمها العلماء لإنشاء قياساتهم "قيودا صارمة" على كتلة وحجم نواة العنصر الثقيل في زحل، إضافة إلى أن النتائج الجديدة التي توصلوا إليها، والتي تعتبر مخففة أكثر من التوقعات السابقة، تتطلب وصفا أكثر دقة للهيكل من النماذج السابقة.

وقال مانكوفيتش لشبكة "سي إن إن" الأمريكية: "إن النوى الضبابية تشبه الحمأة، وغاز الهيدروجين والهيليوم في الكوكب يمتزجان تدريجيا مع المزيد والمزيد من الجليد والصخور أثناء تحركك نحو مركز الكوكب".

وأضاف أنه "يشبه إلى حد ما أجزاء من محيطات الأرض، حيث تزداد الملوحة كلما وصلت إلى مستويات أعمق وأعمق، مما يخلق تكوينا مستقرا".