اخترشناسان منشأ دو حلقه عجیب سیاره اورانوس را شناسایی کردند
حلقههای اطراف سیاره اورانوس برای نزدیک به پنج دهه یکی از معماهای مهم در اخترشناسی بودهاند. اکنون، با استفادهی همزمان از دادههای تلسکوپهای زمینی و فضایی، دانشمندان به این نتیجه رسیدهاند که احتمالاً منشأ دو حلقه بیرونی این سیاره را شناسایی کردهاند.
براساس پژوهش جدید، حلقهای آبیرنگ با نام «مو» (Mu) احتمالاً از ذرات یخی تشکیل شده که بر اثر برخورد ریزشهابسنگها از سطح یکی از قمرهای نزدیک جدا شدهاند. در مقابل، حلقهای دیگر به نام «نو» (Nu) که رنگی متمایل به قرمز دارد، از ذرات سنگی و غبار تشکیل شده و احتمالاً منشأ آن یک یا چند قمر سنگی ناشناخته است که هنوز شناسایی نشدهاند.
سامانههای حلقهای تنها به اورانوس محدود نیستند. سیاراتی مانند زحل، مشتری و نپتون نیز حلقههایی دارند که هرکدام به روشهای متفاوتی شکل گرفتهاند؛ از برخورد میان قمرها گرفته تا متلاشی شدن آنها در اثر نیروی گرانشی شدید سیاره. بااینحال، به گفته ایمکه دی پاتر، اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، در مورد اورانوس به نظر میرسد «برخوردها نقش بسیار مهمی داشتهاند و هنوز هم در شکلدهی این حلقهها نقش دارند.»
اورانوس در فاصلهای حدود ۱۹ برابر دورتر از زمین نسبت به خورشید قرار دارد و همین مسافت زیاد باعث شده مطالعه آن بسیار دشوار باشد. تاکنون تنها یک فضاپیما از کنار این سیاره عبور کرده است: وویجر ۲ که در سال ۱۹۸۶ از آن بازدید کرد. به همین دلیل، اطلاعات دقیق درباره هفتمین سیاره منظومه شمسی محدود است.
بااینحال، بهطور کلی میدانیم که اورانوس سیارهای بسیار سرد، گازی، دارای دستکم ۲۸ قمر شناختهشده و ۱۳ حلقه کمنور است. برخی از این حلقهها نخستین بار در سال ۱۹۷۷ کشف شدند.
دو حلقه بیرونیتر، یعنی مو و نو (Mu و Nu)، از نظر ظاهری بسیار متفاوت هستند؛ در حالی که کنار هم قرار دارند، یکی آبی و دیگری متمایل به قرمز دیده میشود. جیمز اوداناهو، اخترشناس دانشگاه ردینگ که در پژوهش مشارکت نداشت، این ویژگی را با طنز چنین توصیف میکند: «این کاملاً از ویژگیهای اورانوس است که همیشه همه چیز را غیرمنتظره میکند.»
بیرونیترین حلقههای اورانوس، یعنی نو (Nu) و مو (Mu)، در تصویر فروسرخ زیر از تلسکوپ فضایی جیمز وب دیده میشوند. حلقه تیرهرنگ ماسکی دیجیتالی است که برای کاهش درخشش شدید اورانوس (قرص روشن در مرکز) و سامانه حلقهای اصلی آن به میزان ۱۰۰ برابر استفاده شده تا حلقههای بسیار کمنور بیرونی قابل مشاهده شوند. دایره باریک و روشن درست در داخل این ماسک، حلقه اپسیلون است که بیرونیترین حلقه از حلقههای اصلی اورانوس به شمار میرود.
بررسیهای پیشین با استفاده از رصدخانه کک در هاوایی و تلسکوپ فضایی هابل نشان داده بود که حلقه مو رنگی آبی دارد که این موضوع معمولاً نشانه وجود ذرات بسیار ریز یخ است. در مقابل، حلقه نو به رنگ قرمز دیده میشود که معمولاً نشاندهنده وجود ذرات غبارآلود و سنگی است.
- عجیبترین سیاره منظومه شمسی کدام است؟5 روز قبلمطالعه '5
- اورانوس و نپتون از آنچه فکر میکنیم ساخته نشدهاند27 فروردین 03مطالعه '3
- اورانوس و نپتون شاید نخستین «غولهای سنگی» منظومه شمسی باشند24 مهر 04مطالعه '2
- اگر بخواهید روی سیاره اورانوس بایستید، چه اتفاقی میافتد؟06 مرداد 04مطالعه '4
در پژوهش جدید، ایمکه دی پاتر و همکارانش با ترکیب دادههای تلسکوپهای کک، هابل و جیمز وب، تلاش کردند علت تفاوت دو حلقه را بررسی کنند. تلسکوپ جیمز وب که بین سالهای ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ بهطور دورهای اورانوس را رصد کرده بود، توانست این حلقهها را با وضوح بسیار بالایی مشاهده کند. همچنین با بررسی حلقهها در طولموج فروسرخ، پژوهشگران توانستند اطلاعات دقیقتری درباره اندازه، توزیع و ترکیب ذرات آنها به دست آورند.
نتایج نشان داد حلقه آبی مو دارای نشانههای طیفی مربوط به آب یخزده است. این یافته نشان میدهد محتملترین منبع آن، قمر کوچکی به نام مب است؛ جرمی یخی با قطری حدود ۱۲ کیلومتر که در نزدیکی همین حلقه قرار دارد.
در منظومه شمسی، نمونه مشابهی نیز وجود دارد: حلقه E در اطراف زحل که بهطور مداوم توسط فورانهای یخی قمر انسلادوس تغذیه میشود. بااینحال، مب بسیار کوچکتر از آن است که بتواند گرمای داخلی کافی برای ایجاد فورانهای مشابه داشته باشد. بنابراین، به گفته دی پاتر، محتملترین توضیح این است که «برخورد ریزشهابسنگها با سطح مب باعث جدا شدن ذرات یخی و تشکیل این حلقه میشود.» این ذرات سپس به مدار اورانوس وارد میشوند و حلقه مو را شکل میدهند.
همچنین این احتمال مطرح شده است که خود قمر مب نیز منشأ برخوردی داشته باشد. دی پاتر میگوید: «شاید مب قطعهای جداشده از میراندا، یکی از بزرگترین قمرهای یخی اورانوس باشد.
در سوی دیگر، حلقه قرمز نو از ذرات سنگی و مواد آلی تشکیل شده است. از آنجا که ذرات غبار در فضا پایدار نیستند و بهسرعت پراکنده میشوند، این حلقه باید پیوسته از منبعی تغذیه شود. پژوهشگران حدس میزنند این منبع میتواند برخوردهای مکرر شهابسنگها با یک یا چند قمر سنگی ناشناخته در نزدیکی این منطقه باشد. این قمرها احتمالاً آنقدر کوچک و کمنورند که شناسایی آنها از زمین بسیار دشوار است، اما اکنون اخترشناسان میدانند باید در چه ناحیهای به دنبالشان بگردند.
با وجود این یافتهها، هنوز همه رازهای حلقههای بیرونی اورانوس حل نشدهاند. برای مثال، حلقه مو در بازههای زمانی مختلف روشنتر یا کمنورتر میشود و علت این تغییرات هنوز مشخص نیست. بنابراین حتی با وجود تواناییهای بالای تلسکوپ جیمز وب، به نظر میرسد اورانوس همچنان برای مدتی طولانی یکی از معماهای جذاب منظومه شمسی باقی خواهد ماند.
پژوهش در ژورنال Journal of Geophysical Research: Planets منتشر شده است.