چوپانی با کلاه مکزیکی
سیزده سال از زمانی که مدارگرد کاسینی مأموریت خود در اطراف ارباب حلقه‌های منظومه شمسی، زحل را آغاز کرده است سپری می‌شود و هنوز که هنوز است این کاوشگر ما را شگفت‌زده می‌کند.
در ماه‌های آخر مأموریت کاسینی، مهندسان و دانشمندانی که در مرکز تحقیقات علمی کاسینی مشغول فعالیت هستند با تنظیم مدار این کاوشگر مسیری را برای آن انتخاب کرده‌اند که آن‌ها را از فاصله‌های نزدیک به حلقه‌های این سیاره عبور می‌دهد.
زحل دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی است. اگرچه این سیاره طوق بر گردن تنها سیاره‌ای نیست که در اطراف آن مجموعه‌ای از حلقه‌ها وجود دارد اما چشمگیرترین حلقه‌های منظومه شمسی بی‌شک متعلق به این سیاره است.
این حلقه‌ها از انبوهی از ذرات یخ و غبار تشکیل‌شده‌اند که در صفحه استوایی سیاره به دور آن در حال گردش هستند. اگرچه پهنای این حلقه‌ها بسیار زیاد است اما ارتفاع اندکی دارند و در برخی از نقاط ارتفاع صفحه‌ای که حلقه‌ها را تشکیل داده به بیش از ده متر نمی‌رسد.
از اولین سال‌هایی که ستاره شناسان به کمک تلسکوپ‌های خود به این سیاره نگاه کردند و حلقه‌های آن را مشاهده کردند متوجه شگفتی‌های این ساختار در اطراف زحل شدند.
با بهبود توان رصدی تلسکوپ‌ها رصدگران متوجه شدند این حلقه‌ها ساختاری یکپارچه ندارد بلکه در قالب مجموعه‌ای از حلقه‌ها قابل تقسیم‌بندی است و در بین هر یک از آن‌ها فواصل مشخص و واضحی وجود دارد.
شکاف‌های کاسینی و شکاف انکه از معروف‌ترین این شکاف‌ها هستند.
آنچه باعث می‌شود چنین شکاف‌هایی در بین حلقه‌ها به وجود آیند، وجود اقماری است که به اقمار چوپان معروف هستند.
اقماری کوچک که درون مجموعه حلقه‌ها قرار دارند و براثر نیروی گرانشی که دارند مسیری را در میان این حلقه‌ها میروبد و حلقه‌ها را در مسیر خود هدایت می‌کنند.
از زمانی که فضاپیمای ویجر در دهه 1980 نگاهی نزدیک به حلقه‌های زحل انداخت دانشمندان حدس می‌زدند آنچه شکاف انکه را به وجود آورده است باید قمری کوچک و چوپان د رمیان آن باشد. در سال 1990 دانشمندان با مرور تصاویر یک دهه قبل ویجر توانستند این قمر را پیدا کنند و به نام یکی از ایزدان یونان باستان که با چوپانی مناسبت داشت، آن را پان نامیدند.
رصدهای دقیق‌تر نشان داده بود که پان ساختار ظاهری غریبی دارد اما ما هیچ‌گاه نگاهی چنین دقیق و شفاف به پان نینداخته بودیم.
تصاویری که کاسینی از پان تهیه‌کرده است نشان‌دهنده شگفتی خیره‌کننده این قمر است.
پان قمری کوچک است که تنها 35 کیلومتر قطر دارد. این قمر در میان مجموعه حلقه‌های معروف به حلقه A در حال گردش به دور زحل است و در اثر نیروی گرانش اندکی که دارد در طول مسیر خود به دور زحل شکافی به قطر 325 کیلومتر را در میان این حلقه جارو کرده و آن را خالی می‌کند کافی که به نام شکاف انکه می‌شناسیم.
این قمر اما به دلیل ظاهر متفاوتش موردتوجه است. ظاهری شبیه به شیرینی‌های بامیه مانند که در برخی از شیرینی فروشی‌ها به نام گوش‌فیل به فروش می‌رسند. البته اگر بخواهید قدری فضایی‌تر فکر کنید شاید بتوانید آن را قمر بشقاب‌پرنده هم بنامید.
در اطراف خط استوای این قمر، بلندی‌های عظیمی دور تار دور قمر را فراگرفته است مانند لبه‌ای که از اطراف یک کره بیرون زده است یا لبه کلاهی مکزیکی.
این بیرون‌زدگی استوایی درواقع ساختاری شبیه به تپه‌های شنی روی زمین دارد با این تفاوت که این تپه یا تَل به‌جای شن از ذرات یخ ایجادشده است و به‌جای چندین متر چندین کیلومتر از سطح ارتفاع دارد.
این تل‌های یخی در پان عارضه‌ای زمین‌شناختی نیستند و درواقع آن را باید عارضه‌ای خارجی به شمار آورد. پان در هنگام گردش خود به دور زحل در شرایطی که از ساختارهای یخی حلقه‌ها چوپانی می‌کند به دلیل گرانش خود ذراتی از غبار و یخ حلقه‌ها را به‌سوی خود جذب می‌کند و این ذرات بر روی‌هم انباشته می‌شوند.
اما چرا این ذرات جذب‌شده به‌سوی پان تنها در منطقه استوایی روی‌هم قرار می‌گیرند و تپه‌هایی تا ارتفاع 7 کیلومتری را می‌سازند و چرا به‌طور یکسان بر سطح قمر پخش نیم شوند؟
دلیل این امر به نازکی ساختار حلقه‌های زحل مربوط می‌شود. در برخی از نقاط حلقه‌های زحل ضخامتی تنها در حدود 10 متر دارند. به عبارتی ضخامت این حلقه‌ها ممکن است کمتر از ارتفاع یک ساختمان سه‌طبقه باشد.
با توجه به اینکه پان نیز بر روی صفحه استوایی زحل در حال گردش به دور آن است ذراتی که از این حلقه‌های به‌سوی خود جذب می‌کند عمدتاً از یک راستای استوایی به سمت آن جذب می‌شوند و در منطقه استوایی روی‌هم انباشته می‌شوند.
تفاوت دیگر این تل‌های یخی پان با نمونه‌های زمینی این است که به دلیل گرانش بالای زمین هیچ‌گاه انباشت غبار نمی‌تواند از ارتفاع مشخصی بیشتر شود؛ اما در پان به دلیل گرانش فوق‌العاده اندکی که دارد – شما می‌توانید به‌سادگی یک توپ فوتبال را شوت کنید و توپ به‌جای فرود در زمین حریف، از سطح قمر خارج‌شده و در مدار آن قرار بگیرد – اجازه انباشته شدن مرتفع این ذرات را بر صفحه استوایی خود می‌دهد.
البته نگاهی دقیق به سطح این قمر در این تصاویر خیره‌کننده نشان می‌دهد که این ذرات احتمالا در بخش‌های دیگر سیاره نیز پراکنده‌شده‌اند اما نه به تراکمی در ناحیه استوایی دارند. دلیل چنین استنتاجی کم بودن تعداد حفره‌های مشهود برخوردی بر سطح قمر است. اتفاقی که نشان از جوان بودن سطح پان دارد.
اما اگر این ادعا درست باشد آیا نباید انتظار دیدن چنین پدیده‌ای را در سایر اقمار چوپان زحل نیز داشته باشیم؟ پاسخ مثبت است و البته در مواردی مانند قمر چوپان اطلس هم نمونه مشابهی را رصد کرده‌ایم؛ اما هیچ‌وقت چنین تصویر شفاف و خیره‌کننده و جذاب از این قمرها در اختیار نداشته‌ایم.
این بهترین تصویری است که تاکنون از دنیای شگفت‌انگیز پان دیده‌ایم و شاید در ماه‌های آتی، در روزهایی که کاسینی به پایان دوران پرشکوه خدماتش نزدیک‌تر می‌شود، مدیران مأموریت تصمیم بگیرند این کاوشگر را در مسیرهای پرخطرتری قرار دهند تا نماهایی و داده‌هایی مهم‌تر و خیره‌کننده‌تر تهیه کند.
در طول سال‌هایی که در پیش خواهد بود نام مأموریت کاسینی به نام یکی از نقاط عطف تاریخ ما در شناخت سیاره طوق بر گردن منظومه شمسی به یاد آورده خواهد شد.
–
تصاویر:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
پوریا ناظمی
No tags for this post.
