هسته سیاره زحل چگونه است؟
اخترشناسان با استفاده از داده‌های فضاپیمای کاسینی ناسا، اطلاعات جدیدی دربارۀ هسته‌ی اسرارآمیز این غول گازی بدست آوردند.
نتایج دانشمندان نشان می‌دهد که هسته‌ی زحل برخلاف چیزی که نظریات قبلی مطرح کردند یک توپ سنگی سخت نیست، بلکه یک سوپ پراکنده از مایعات فلزی، سنگی و یخی است – که به اصطلاح هسته‌ی «فازی» نامیده می‌شود. آنها همچنین نشان دادند که این هسته حدود ۶۰ درصد از قطر این سیاره امتداد دارد که باعث می‌شود اندازۀ آن خیلی بزرگتر از چیزی باشد که قبلاً برآورد شده بود.
محققان برای بررسی هسته زحل، از حلقه‌های زحل به عنوان یک لرزه‌سنج عظیم استفاده کردند تا نوسانات درون این سیاره را اندازه‌گیری کنند. این نخستین‌باری است که دانشمندان توانستند با این روش بخش داخلی یک سیاره عظیم گازی را بررسی نمایند. این ایده برای بررسی زحل در ابتدا در مطالعات “مارک مارلی” و “کارولین پورکو” در دهه ۹۰ مطرح شد؛ آنها بعداً سرپرستی تیم تصویربرداری کاسینی را بر عهده گرفتند.
اولین مشاهدۀ این پدیده توسط “مت هدمن” و “پی دی نیکولسون” در سال ۲۰۱۳ انجام شد؛ آنها داده‌هایی که کاسینی بدست آورد را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که حلقۀ C زحل شامل الگوهای مارپیچی متعددی است که در نتیجه‌ی نوسانات در میدان گرانشی غول گازی ایجاد شده‌اند و این الگوها با امواج دیگر در حلقه‌ها که ناشی از فعل و انفعالات گرانشی با قمرهای زحلی هستند فرق دارند.
“کریستوفر منکوویچ” و “جیم فولر” اخترشناسان موسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) در مطالعه‌ی جدیدشان الگوی امواج در حلقه‌ها را تجزیه و تحلیل کردند تا مدل‌های جدیدی از فضای داخلی شکنندۀ زحل بسازند. دکتر “منکوویچ” گفت: «زحل همیشه در حال لرزش است، اما این لرزش‌ها خفیف است. سطح این سیاره هر یک تا دو ساعت مثل یک دریاچه‌ی مواج حرکت می‌کند. همانند یک لرزه‌نگار، حلقه‌ها اختلالات گرانش را دریافت می‌کنند و ذرات حلقه در اطراف تکان می‌خورند.»
امواج گرانشیِ مشاهده شده نشان می‌دهد که عمق داخلی زحل متشکل است از لایه‌های پایداری است که پس از غرق شدنِ مواد سنگین‌تر در وسط سیاره و توقف اختلاط آنها با مواد سبک‌تر در لایه بالایی، تشکیل شدند.
دکتر “منکوویچ” گفت: «هسته‌های فازی مثل لجن هستند. وقتی به سمت مرکز زحل حرکت می‌کنیم، گاز هیدروژن و هلیوم به تدریج با یخ و سنگ بیشتری مخلوط می‌شوند. کمی شبیه بخش‌هایی از اقیانوس‌های روی کره زمین است، جایی که با رسیدن به سطوح عمیق‌تر، شوری بیشتری می‌شود و یک پیکره‌بندی پایدار ایجاد می‌کند.»
دکتر “فولر” گفت: «برای اینکه میدان گرانشی سیاره با این فرکانس‌های خاص در حال نوسان باشد، داخل آن باید پایدار باشد و این کار فقط زمانی امکانپذیر است که هرچه به مرکز سیاره نزدیکتر می‌شویم، نسبت یخ و سنگ به تدریج افزایش یابد.» نتایج حاکی از آن است که هسته‌ی زحل ۵۵ برابر پرجرم‌تر از سیاره زمین است و سنگ و یخ آن تنها ۱۷ برابر جرم زمین را تشکیل می‌دهند. بقیه‌ی سیاره نیز حاوی گاز هیدروژن و هلیوم است.
همچنین دانشمندان چالش‌هایی را برای مدل‌های کنونی این غول گازی مطرح می‌کردند مبنی بر اینکه در ابتدا هسته‌های سنگی تشکیل می‌شوند و سپس پاکت‌های بزرگ گاز را جذب می‌کنند. اگر هسته‌های سیارات “فازی” باشند، باید گاز را زودتر در فرآیند شکل‌گیری خود وارد کنند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature Astronomy منتشر شده است.
دیدگاهتان را بنویسید