حلقات زحل: الفرق بين النسختين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
JarBot (نقاش | مساهمات)
17٬592٬533 edits
ط بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V4.1
This article was translated by I Believe in Science & Ideas beyond borders & Beit al Hikma 2.0
سطر 4: سطر 4:
على الرغم من أن انعكاس ضوء الشمس من الحلقات يزيد من [[قدر ظاهري|سطوع]] زحل، إلا أنها لا تكون مرئية من الأرض من [[العين المجردة|دون مساعدة بصرية]]. في عام 1610 وبعد سنة من توجيه [[غاليليو غاليلي|جاليليو جاليلي]] [[تلسكوب|تلسكوپ]] نحو السماء، أصبح أول شخص يرصد حلقات زحل، على الرعم من أنه لم يتمكن من رؤيتها جيدًا بما يكفي لتمييز طبيعتها الحقيقية. وفي 1655 كان [[كريستيان هوغنس|كريستيان هويجنز]] أول شخص يصفها كقُرص يحيط بزحل.<ref name="history_of_the_rings">{{مرجع ويب|مسار=http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html |عنوان=Historical Background of Saturn's Rings |تاريخ الوصول=2007-05-23 |عمل=Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996 |الأول1=Ron |الأخير1=Baalke |ناشر=Jet Propulsion Laboratory |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20090321071339/http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html |تاريخ أرشيف=2009-03-21 | وصلة مكسورة = no |df= }}</ref> وعلى الرغم من أن الكثير من الناس يعتقدون أن حلقات زحل مُكوَّنة من سلسلة من الحلقات الصغيرة (وهو مفهوم يعود إلى [[بيير لابلاس|لاپليس]])،<ref name="history_of_the_rings" /> إلا أن الفجوات الحقيقية قليلة. ومن الأصح أن نفكر في الحلقات كقرص [[حلقة (هندسة رياضية)|حلقي]] له [[اتحاد مركزي|مركزية]] محلية لها [[العظمى والصغرى|حدود عليا وحدود دنيا]] في الكثافة والسطوع.<ref name="Tiscareno" />
على الرغم من أن انعكاس ضوء الشمس من الحلقات يزيد من [[قدر ظاهري|سطوع]] زحل، إلا أنها لا تكون مرئية من الأرض من [[العين المجردة|دون مساعدة بصرية]]. في عام 1610 وبعد سنة من توجيه [[غاليليو غاليلي|جاليليو جاليلي]] [[تلسكوب|تلسكوپ]] نحو السماء، أصبح أول شخص يرصد حلقات زحل، على الرعم من أنه لم يتمكن من رؤيتها جيدًا بما يكفي لتمييز طبيعتها الحقيقية. وفي 1655 كان [[كريستيان هوغنس|كريستيان هويجنز]] أول شخص يصفها كقُرص يحيط بزحل.<ref name="history_of_the_rings">{{مرجع ويب|مسار=http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html |عنوان=Historical Background of Saturn's Rings |تاريخ الوصول=2007-05-23 |عمل=Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996 |الأول1=Ron |الأخير1=Baalke |ناشر=Jet Propulsion Laboratory |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20090321071339/http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html |تاريخ أرشيف=2009-03-21 | وصلة مكسورة = no |df= }}</ref> وعلى الرغم من أن الكثير من الناس يعتقدون أن حلقات زحل مُكوَّنة من سلسلة من الحلقات الصغيرة (وهو مفهوم يعود إلى [[بيير لابلاس|لاپليس]])،<ref name="history_of_the_rings" /> إلا أن الفجوات الحقيقية قليلة. ومن الأصح أن نفكر في الحلقات كقرص [[حلقة (هندسة رياضية)|حلقي]] له [[اتحاد مركزي|مركزية]] محلية لها [[العظمى والصغرى|حدود عليا وحدود دنيا]] في الكثافة والسطوع.<ref name="Tiscareno" />


يُوجد في الحلقات عددٌ كبيرٌ من الفجوات حيث تنخفض كثافة الجزيئات بشدّة: اثنان من هذه الفجوات بسبب أقمار زحل المعروفة الموجودة ضمن الحلقات، وفجوات أخرى عديدة في مواقع الرنين المداري غير المستقرة مع أقمار زحل. ويبقى العديد من الفجوات غير معروفة. من جهة أخرى، يُعتبر الرنين المداري المستقر هو السبب في العمر الطويل لبعض  حلقات زحل، مثل حلقة تيتان والحلقة جي.<ref name="history_of_the_rings2">{{cite web|url=http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html|title=Historical Background of Saturn's Rings|accessdate=2007-05-23|work=Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996|first1=Ron|last1=Baalke|publisher=Jet Propulsion Laboratory|archive-url=https://web.archive.org/web/20090321071339/http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html|archive-date=2009-03-21|url-status=dead}}</ref>
== التاريخ ==
كان العالم [[غاليليو غاليلي|جاليليو جاليلي]] أول من رصد حلقات زحل في العام [[1610]] باستخدام تلسكوبه,ولكن لم يتمكن من تحديد طبيعتها الحقيقية.
وعلى الرغم من أن إنعكاس الحلقات يزيد سطوع زحل، لم تكن مرئية من الأرض بالرؤية المجردة.


توجد حلقة القمر فيبي وراء الحلقات الرئيسية، والتي من المفترض أنّ نشأتها تعود للقمر فيبي ولذلك نجد حركتها المدارية تراجعية عكسية على غرار قمرها. وهي تقع في مستوي مدار زحل. يبلغ ميل زحل المحوري 27 درجة، لذلك تميل هذه الحلقة بزاوية 27 درجة بالنسبة لأكثر حلقات زحل المرئية التي تدور فوق خط استواء زحل.
⚫
[[ملف:Unraveling Saturn's Rings.jpg|تصغير|صورة محاكاة باستخدام الألوان لتقديم المعلومات المستمدة من الغيبة الراديو على أحجام الجسيمات الحلبة.]]
على الرغم من أن الكثير من الناس يعتقدون من حلقات زحل بأنها تتألف من سلسلة من الجدائل الصغيرة (وهو المفهوم الذي يعود إلى لابلاس) ،الفجوات الحقيقية هي قليلة. ومن الراجح أن نفكر في حلقات كقرص الحلقي مع ماكسيما المحلية متحدة المركز والصغرى في الكثافة والسطوع.


==تاريخه==
على مقياس من كتل داخل حلقات هناك الكثير من المساحة الفارغة.
⚫
[[ملف:Unraveling Saturn's Rings.jpg|تصغير|صورة محاكاة باستخدام الألوان لتقديم المعلومات المستمدة من الغيبة الراديو على أحجام الجسيمات الحلبة.]]
⚫
[[ملف:Saturn's rings in visible light and radio-ar.jpg|تصغير|مركز|750بك|حلقات زحل في الضوء المرئي وإشارات الراديو]]
كان [[غاليليو غاليلي]] أوّل من رصد حلقات زحل في عام [[1960]] مستخدماً تلسكوبه، لكنه لم يستطع تمييزها على النحو الذي نعرفها عليه الآن. وكتب لدوق توسكانا الأكبر: « كوكب زحل ليس لوحده، بل إنه يتكون من ثلاثة أجزاء تلامس بعضها البعض تقريباً ولا تتحرك أو تغير وضعيتها بالنسبة لبعضها. إنها مرتبة في خط يوازي دائرة البروج، والقسم في المنتصف (زحل بحد ذاته) أكبر بثلاث مرات من الأقسام الأخرى». ووصف الحلقات بـ «أُذني» زحل. وفي عام 1612 عبرت الأرض في مستوي حلقات زحل وأصبحت غير مرئية. لاحظ غاليليو الحائر من أمره وعبّر بقوله « لا أعرف ما أقول في حالة مفاجِئة غير متوقعة وغير مألوفة كهذه»، وتساءل « هل ابتلع زحل أطفاله؟». مشيراً إلى أسطورة التهام قمر زحل تيتان لأولاده لإحباط نبوءتهم في الإطاحة به. ولقد زائد ارتباكه عند ظهور الحلقات من جديد في عام [[1613]] .<ref name="Whitehouse2009">{{cite book|last=Whitehouse|first=David|title=Renaissance Genius: Galileo Galilei and His Legacy to Modern Science|url=https://books.google.com/books?id=bGKrPVoQY8QC&pg=PA100|year=2009|publisher=Sterling Publishing Company, Inc.|isbn=978-1-4027-6977-1|page=100|oclc=434563173}}</ref>


استخدم علماء الفلك القدماء الجناس من أجل تشكيل صيغة الالتزام (تشفير بسيط) لتقديم اكتشافاتهم الجديدة قبل أن تصبح نتائجهم جاهزة للنشر. استخدم غاليليو هذه الجملة عند اكتشاف حلقات زحل (smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras for Altissimum planetam tergeminum observavi) والتي تعني: «لقد اكتشفت الكوكب الأبعد وهو مؤلف من ثلاثة أجزاء».<ref name="prs.2007a">{{cite book|display-authors=1|last=Miner|first=Ellis D.|last2=Wessen|first2=Randii R.|last3=Cuzzi|first3=Jeffrey N.|chapter=The scientific significance of planetary ring systems|title=Planetary Ring Systems|url=https://archive.org/details/planetaryringsys0000mine|url-access=registration|series=Springer Praxis Books in Space Exploration|publisher=Praxis|date=2007|pages=1–16|doi=10.1007/978-0-387-73981-6_1|isbn=978-0-387-34177-4}}</ref>
هناك ثغرات عدة في الخواتم : اثنين فتحها بواسطة أقمار معروفة جزءا لا يتجزأ من داخلها، وغيرها الكثير من الأصداء في مواقع معروفة المدارية زعزعة الاستقرار مع أقمار زحل. الفجوات الأخرى لا تزال غير واضحة. الأصداء الاستقرار، من جهة أخرى، هي المسؤولة عن طول العمر من حلقات عدة، مثل الجديلة تيتان وخاتم جي.


===نظرية الحلقة، الأرصاد، والاكتشافات===
ما وراء عصابات الرئيسي هو حلقة فيبي، الذي يميل بزاوية 27 درجة إلى الحلقات الأخرى، ومثل فيبي، في مدارات أزياء الوراء.
في عام 1657 أصبح كريستوفر رن بروفيسور في علم الفلك في كلية غريشام في لندن. قام بمجموعة من الأرصاد لكوكب [[زحل]] حوالي عام 1652 بهدف تفسير ظهوره. كُتبت فرضياته بعنوان «دي كوربري ساتورني» وفيها اقترب من جداً من اقتراح امتلاك كوكب زحل لحلقة. لكنه لم يكن متأكداً فيما إذا كانت الحلقة مستقلة عن الكوكب أو أنهاً مرتبطة به فعلاً. وقبل أن تُنشر فرضية رن قدّم كريستيان هوغنس فرضيته عن حلقات زحل. أدرك رن على الفور أنّ فرضية هوغنس أفضل من فرضيته ولم تُنشر «دي كوربري ساتورني» أبداً.<ref name="ff.saturn">{{cite book|last=Alexander|first=A. F. O'D.|title=The Planet Saturn|journal=Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society|volume=88|issue=377|date=1962|place=London|publisher=Faber and Faber Limited|pages=108–109|doi=10.1002/qj.49708837730|isbn=978-0-486-23927-9|bibcode=1962QJRMS..88..366D}}</ref>


كانت نظرية كريستيان هوغنس أوّل من أشارت إلى أنّ زحل محاط بحلقة مستقلة عنه. وباستخدام [[تلسكوب]] كاسر للأشعة صنعه بنفسه بقوة تساوي 50x، وهو أفضل بكثير مما كان متوفراً لدى غاليليو، رصد هوغنس زحل في عام 1656، وكما فعل غاليليو، فقد نشر جناساً يقول «aaaaaaacccccdeeeeeghiiiiiiillllmmnnnnnnnnnooooppqrrstttttuuuuu»
⚫
[[ملف:Saturn's rings in visible light and radio-ar.jpg|تصغير|مركز|750بك|حلقات زحل في الضوء المرئي وإشارات الراديو]]

وبعد تأكيد أرصاده، كشف عن معناها بعد ثلاثة سنوات وهي تعني «إنّ زحل مُحاط بحلقة رقيقة مسطحة غير ملامسة له وهي مائلة بالنسبة لدائرة البروج. رصد روبرت هوك أيضاً حلقات زحل في وقت مبكر، وقد لاحظ وجود الظلال على الحلقات.<ref name="Campbell1937">{{Cite book|last=Campbell|first=John W., Jr.|author-link=John W. Campbell|title=Beyond the Life Line|journal=[[Astounding Stories]]|pages=81–85|date=April 1937|url=http://jolomo.net/solarsystem/1937.04.html|chapter=Notes|chapter-url=http://jolomo.net/solarsystem/notes.html}}</ref>

في عام 1675، وجد [[جيوفاني دومينيكو كاسيني]] أنّ حلقة زحل مكونة من حلقات متعددة أصغر مع وجود فجوات فيما بينها,. سُميّت الفجوة الأكبر لاحقاً بقسم كاسيني. يبلغ عرض هذا القسم 4800 كيلو متر بين الحلقتين إي و بي. أثبت بيير سيمون لابلاس في عام [[1787]] أنّ حلقة صلبة متحدة لن تكون في حالة مستقرة واقترح أنّ الحلقات مكونة من عدد كبير من الجدائل (حلقات رقيقة) الصلبة.<ref name="Cassini Division">{{cite web|title=Saturn's Cassini Division|url=http://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/solar_system_level2/cassini_division.html|publisher=StarChild|accessdate=2007-07-06}}</ref>

في عام 1859، بيّن [[جيمس كليرك ماكسويل|جيمس كلارك ماكسويل]] أنّ حلقة صلبة غير متحدة، أو جدائل صلبة، أو حلقة سائلة مستمرة كلها لن تكون مستقرة، مشيراً إلى أنّ الحلقة يجب أن تكون مكونة من جزيئات متعددة صغيرة تدور جميعها بشكل مستقل حول زحل. لاحقاً، وجدت صوفيا كوفاليفسكايا أيضاً أنّ حلقات زحل لا يمكن أن تكون أجسام سائلة على شكل حلقات. أُجرى جيمس كيلر في عام 1895 باستخدام [[مرصد أليغيني|مرصد أليغني]] وأريستارخ بيلوبولسكي باستخدام مرصد بولكوفو الدراسات الطيفية للحلقات. والتي بينت أنّ تحليل ماكسويل صحيح.<ref name="Maxwell1859">{{cite web|url=http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/~history/Extras/Maxwell_Saturn.html|title=James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings|date=March 2006|publisher=JOC/EFR|accessdate=2007-07-08}}</ref>

رصدت أربع [[مركبة فضائية|مركبات فضائية]] روبوتية الحلقات أثناء وجود هذه المركبات بالقرب من زحل.  قامت بيونير11 باقترابها الأكبر من زحل في سبتمبر عام [[1979]] على مسافة 20900 كيلومتر منه. وهي من اكتشفت الحلقة إف. قامت فوياجر1 باقترابها الأكبر من زحل في نوفمبر عام 1980 على مسافة 64200 كيلومتر. منع تعطّل مقياس قطبية الضوء المركبة فوياجر1 من رصد حلقات زحل كما كان مخططًا له، ومع ذلك، قدّمت الصور من المركبة الفضائية تفاصيل جديدة لنظام الحلقات وكشفت عن وجود الحلقة جي. قامت المركبة فوياجر2 باقترابها الأكبر من الكوكب في أغسطس عام 1981 على مسافة 41000 كيلومتر. سمح مقياس قطبية الضوء في فوياجر2 لها أن ترصد نظام الحلقات بشكل أكثر دقة من فوياجر1. ونتيجةً لذلك اكتشاف العديد من الجدائل غير المرئية سابقاً. دخلت المركبة كاسيني في مدار حول زحل في يوليو عام 2004. تعد صور كاسيني لحلقات زحل الأكثر تفصيلاً حتى الآن، وبواسطتها اكتُشفت العديد من الجدائل.<ref name="NasaPioneer11">{{cite web|last=Dunford|first=Bill|title=Pioneer 11 – In Depth|work=NASA web site|url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/pioneer11/indepth|accessdate=2015-12-03|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20151208051756/https://solarsystem.nasa.gov/missions/pioneer11/indepth|archivedate=2015-12-08}}</ref><ref name="JplVoyager">{{cite web|last=Angrum|first=Andrea|title=Voyager – The Interstellar Mission|work=JPL/NASA web site|url=http://voyager.jpl.nasa.gov/news/factsheet.html|accessdate=2015-12-03}}</ref>

سُمّيت الحلقات حسب الترتيب الأبجدي وبالترتيب الذي اكتُشفت به. الحلقات الرئيسية هي: سي وبي وإيه وهي في الجزء الخارجي بالنسبة للكوكب، ويفصل قسم كاسيني بين الحلقتين إيه وبي ويعد هذا القسم أكبر الفجوات. واكتُشفت عدة حلقات أقل خفوتاً مؤخراً. الحلقة دي هي حلقة خافتة جداً وهي الأقرب إلى الكوكب. تقع الحلقة إف الضيقة بعد الحلقة إيه باتجاه الخارج. وخلف كل هذا تقع الحلقتان الأكثر خفوتاَ جي و إي البعيدتان. تُظهر الحلقات كمية كبيرة من الترتيب بكل المقاييس، وبعضها مُرتبط باضطرابات [[أقمار زحل]]، ولكن ليس مُفسر بشكل كبير.<ref name="NasaVoyager2">{{cite web|last=Dunford|first=Bill|title=Voyager 2 – In Depth|work=NASA web site|url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/voyager2/indepth|accessdate=2015-12-03}}</ref><ref name="NasaVoyager1">{{cite web|last=Dunford|first=Bill|title=Voyager 1 – In Depth|work=NASA web site|url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/voyager1/indepth|accessdate=2015-12-03}}</ref><ref name="NasaCassiniDates">{{cite web|last=Dunford|first=Bill|title=Cassini – Key Dates|work=NASA web site|url=https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/dates|accessdate=2015-12-03}}</ref><ref name="JplCassiniRings">{{cite web|last=Piazza|first=Enrico|title=Cassini Solstice Mission: About Saturn & Its Moons|work=JPL/NASA web site|url=http://saturn.jpl.nasa.gov/science/index.cfm?SciencePageID=55|accessdate=2015-12-03}}</ref>

==الخصائص الفيزيائية==
تمتد الحلقات الرئيسة الكثيفة من 7000 كيلومتر (4300 ميل) حتى 80000 كيلومتر (50000 ميل) عن خط استواء زحل، والذي يبلغ نصف قطره 60300 كيلومتر (37500 ميل). تبلغ أقل سماكة مقدرة عشر أمتار وأكبر سماكة تصل حتى كيلومتر، تتكون الحلقات من جليد الماء النقي بنسبة 99% مع القليل من الشوائب التي تتضمن الثولين أو السيليكات. تتكون الحلقات الرئيسية بشكل أساسي من جزيئات يتراوح حجهما من  1 سنتيمتر حتى 10 متر.<ref name="NASAsaturn">{{cite web|url=http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Saturn&Display=Rings|title=Solar System Exploration: Planets: Saturn: Rings|work=Solar System Exploration|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100527141504/http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Saturn&Display=Rings|archivedate=2010-05-27}}</ref><ref>{{cite web|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2005/11/051110220809.htm|title=Researchers Find Gravitational Wakes In Saturn's Rings|author=Cornell University News Service|date=2005-11-10|publisher=ScienceDaily|accessdate=2008-12-24}}</ref><ref>{{cite web|url=http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Saturn&Display=Rings|title=Saturn: Rings|publisher=NASA|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100527141504/http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Saturn&Display=Rings|archivedate=2010-05-27}}</ref><ref name="ic.193">{{cite journal|title=A close look at Saturn's rings with Cassini VIMS|display-authors=1|last=Nicholson|first=P.D.|author2=16 co-authors|journal=[[Icarus (journal)|Icarus]]|date=2008|volume=193|issue=1|pages=182–212|doi=10.1016/j.icarus.2007.08.036|bibcode=2008Icar..193..182N}}</ref><ref name="Zebker85">{{cite journal|title=Saturn's rings – Particle size distributions for thin layer model|display-authors=1|last=Zebker|first=H.A.|last2=Marouf|first2=E.A.|last3=Tyler|first3=G.L.|journal=[[Icarus (journal)|Icarus]]|date=1985|volume=64|issue=3|pages=531–548|doi=10.1016/0019-1035(85)90074-0|bibcode=1985Icar...64..531Z}}</ref>

قاست كاسيني كتلة نظام الحلقات بشكل مباشر بواسطة تأثيرها التثاقلي خلال مجموعة مداراتها الأخيرة التي مرّت بين الحلقات والقمم السحابية، والذي نتج عنه القيمة 1.54 (±0.94)x1019 كيلو غرام، أو 0.41±0.13 من كتلة قمر زحل ميماس. تساوي هذه الكتلة نصف كتلة جرف أنتاركتيكا الجليدي الموجود على كوكب الأرض، وينتشر نظام الحلقات في مساحة تساوي 80 ضعف من مساحة انتشار الجرف الجليدي على كوكب الأرض. وحسب أرصاد كاسيني لموجات الكثافة في الحلقات إيه وبي وسي يُقدر تقريباً ب0.4 من كتلة ميماس. وهو جزء صغير من الكتلة الكلية لزحل (حوالي 0.25 جزء من المليار). نتج عن أرصاد فوياجر الأولى لموجات الكثافة في الحلقات إيه وبي ومخطط العمق الضوئي كتلة تقدر بحوالي 0.75 من كتلة ميماس، وأشارت الأرصاد اللاحقة والنمذجة الحاسوبية أنّ هذا تقدير مبالغ به.<ref name="Koren2019">{{Cite web|url=https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/01/saturn-rings-cassini/580696/|title=The Massive Mystery of Saturn's Rings|last=Koren|first=M.|date=2019-01-17|website=The Atlantic|language=en-US|access-date=2019-01-21}}</ref>


== مراجع ==
== مراجع ==

نسخة 17:57، 25 نوفمبر 2019

طغت على المجموعة الكاملة من حلقات رئيسية، كما التقط زحل والشمس من الفضل من المركبة الفضائية كاسيني في 15 سبتمبر 2006 (مبالغ فيه السطوع). في "النقطة الزرقاء الشاحبة" في موقف الساعة 10، خارج الحلقات الرئيسية وفقط داخل الحلبة زاي، هو الأرض.

حلقات زحل (بالإنجليزية: Rings of Saturn)‏ هو أكثر نظم الحلقات الكوكبية امتدادًا من أي كوكب آخر في النظام الشمسي. وهي تتألف من عدد لا يحصى من الجسيمات الصغيرة، والتي تتراوح أحجامها بين ميكرومتر ومتر،[1] التي تدور حول مدار زحل. جزيئات الحلقات تتكون بشكل كامل تقريبًا من جليد الماء، مع عناصر تسبح بشكل متتابع مكونة من مواد صخرية. لا يوجد توافق في الآراء حتى الآن على آلية تكونها، وبعض المعالم في الحلقات تشير إلى أنها نشأتها حديثة نسبيًا، ولكن النماذج النظرية تشير إلى أنه من المرجح أنها تكونت في وقت مبكر من تاريخ النظام الشمسي.[2]

على الرغم من أن انعكاس ضوء الشمس من الحلقات يزيد من سطوع زحل، إلا أنها لا تكون مرئية من الأرض من دون مساعدة بصرية. في عام 1610 وبعد سنة من توجيه جاليليو جاليلي تلسكوپ نحو السماء، أصبح أول شخص يرصد حلقات زحل، على الرعم من أنه لم يتمكن من رؤيتها جيدًا بما يكفي لتمييز طبيعتها الحقيقية. وفي 1655 كان كريستيان هويجنز أول شخص يصفها كقُرص يحيط بزحل.[3] وعلى الرغم من أن الكثير من الناس يعتقدون أن حلقات زحل مُكوَّنة من سلسلة من الحلقات الصغيرة (وهو مفهوم يعود إلى لاپليس)،[3] إلا أن الفجوات الحقيقية قليلة. ومن الأصح أن نفكر في الحلقات كقرص حلقي له مركزية محلية لها حدود عليا وحدود دنيا في الكثافة والسطوع.[2]

يُوجد في الحلقات عددٌ كبيرٌ من الفجوات حيث تنخفض كثافة الجزيئات بشدّة: اثنان من هذه الفجوات بسبب أقمار زحل المعروفة الموجودة ضمن الحلقات، وفجوات أخرى عديدة في مواقع الرنين المداري غير المستقرة مع أقمار زحل. ويبقى العديد من الفجوات غير معروفة. من جهة أخرى، يُعتبر الرنين المداري المستقر هو السبب في العمر الطويل لبعض  حلقات زحل، مثل حلقة تيتان والحلقة جي.[4]

توجد حلقة القمر فيبي وراء الحلقات الرئيسية، والتي من المفترض أنّ نشأتها تعود للقمر فيبي ولذلك نجد حركتها المدارية تراجعية عكسية على غرار قمرها. وهي تقع في مستوي مدار زحل. يبلغ ميل زحل المحوري 27 درجة، لذلك تميل هذه الحلقة بزاوية 27 درجة بالنسبة لأكثر حلقات زحل المرئية التي تدور فوق خط استواء زحل.

تاريخه

صورة محاكاة باستخدام الألوان لتقديم المعلومات المستمدة من الغيبة الراديو على أحجام الجسيمات الحلبة.
حلقات زحل في الضوء المرئي وإشارات الراديو

كان غاليليو غاليلي أوّل من رصد حلقات زحل في عام 1960 مستخدماً تلسكوبه، لكنه لم يستطع تمييزها على النحو الذي نعرفها عليه الآن. وكتب لدوق توسكانا الأكبر: « كوكب زحل ليس لوحده، بل إنه يتكون من ثلاثة أجزاء تلامس بعضها البعض تقريباً ولا تتحرك أو تغير وضعيتها بالنسبة لبعضها. إنها مرتبة في خط يوازي دائرة البروج، والقسم في المنتصف (زحل بحد ذاته) أكبر بثلاث مرات من الأقسام الأخرى». ووصف الحلقات بـ «أُذني» زحل. وفي عام 1612 عبرت الأرض في مستوي حلقات زحل وأصبحت غير مرئية. لاحظ غاليليو الحائر من أمره وعبّر بقوله « لا أعرف ما أقول في حالة مفاجِئة غير متوقعة وغير مألوفة كهذه»، وتساءل « هل ابتلع زحل أطفاله؟». مشيراً إلى أسطورة التهام قمر زحل تيتان لأولاده لإحباط نبوءتهم في الإطاحة به. ولقد زائد ارتباكه عند ظهور الحلقات من جديد في عام 1613 .[5]

استخدم علماء الفلك القدماء الجناس من أجل تشكيل صيغة الالتزام (تشفير بسيط) لتقديم اكتشافاتهم الجديدة قبل أن تصبح نتائجهم جاهزة للنشر. استخدم غاليليو هذه الجملة عند اكتشاف حلقات زحل (smaismrmilmepoetaleumibunenugttauiras for Altissimum planetam tergeminum observavi) والتي تعني: «لقد اكتشفت الكوكب الأبعد وهو مؤلف من ثلاثة أجزاء».[6]

نظرية الحلقة، الأرصاد، والاكتشافات

في عام 1657 أصبح كريستوفر رن بروفيسور في علم الفلك في كلية غريشام في لندن. قام بمجموعة من الأرصاد لكوكب زحل حوالي عام 1652 بهدف تفسير ظهوره. كُتبت فرضياته بعنوان «دي كوربري ساتورني» وفيها اقترب من جداً من اقتراح امتلاك كوكب زحل لحلقة. لكنه لم يكن متأكداً فيما إذا كانت الحلقة مستقلة عن الكوكب أو أنهاً مرتبطة به فعلاً. وقبل أن تُنشر فرضية رن قدّم كريستيان هوغنس فرضيته عن حلقات زحل. أدرك رن على الفور أنّ فرضية هوغنس أفضل من فرضيته ولم تُنشر «دي كوربري ساتورني» أبداً.[7]

كانت نظرية كريستيان هوغنس أوّل من أشارت إلى أنّ زحل محاط بحلقة مستقلة عنه. وباستخدام تلسكوب كاسر للأشعة صنعه بنفسه بقوة تساوي 50x، وهو أفضل بكثير مما كان متوفراً لدى غاليليو، رصد هوغنس زحل في عام 1656، وكما فعل غاليليو، فقد نشر جناساً يقول «aaaaaaacccccdeeeeeghiiiiiiillllmmnnnnnnnnnooooppqrrstttttuuuuu»

وبعد تأكيد أرصاده، كشف عن معناها بعد ثلاثة سنوات وهي تعني «إنّ زحل مُحاط بحلقة رقيقة مسطحة غير ملامسة له وهي مائلة بالنسبة لدائرة البروج. رصد روبرت هوك أيضاً حلقات زحل في وقت مبكر، وقد لاحظ وجود الظلال على الحلقات.[8]

في عام 1675، وجد جيوفاني دومينيكو كاسيني أنّ حلقة زحل مكونة من حلقات متعددة أصغر مع وجود فجوات فيما بينها,. سُميّت الفجوة الأكبر لاحقاً بقسم كاسيني. يبلغ عرض هذا القسم 4800 كيلو متر بين الحلقتين إي و بي. أثبت بيير سيمون لابلاس في عام 1787 أنّ حلقة صلبة متحدة لن تكون في حالة مستقرة واقترح أنّ الحلقات مكونة من عدد كبير من الجدائل (حلقات رقيقة) الصلبة.[9]

في عام 1859، بيّن جيمس كلارك ماكسويل أنّ حلقة صلبة غير متحدة، أو جدائل صلبة، أو حلقة سائلة مستمرة كلها لن تكون مستقرة، مشيراً إلى أنّ الحلقة يجب أن تكون مكونة من جزيئات متعددة صغيرة تدور جميعها بشكل مستقل حول زحل. لاحقاً، وجدت صوفيا كوفاليفسكايا أيضاً أنّ حلقات زحل لا يمكن أن تكون أجسام سائلة على شكل حلقات. أُجرى جيمس كيلر في عام 1895 باستخدام مرصد أليغني وأريستارخ بيلوبولسكي باستخدام مرصد بولكوفو الدراسات الطيفية للحلقات. والتي بينت أنّ تحليل ماكسويل صحيح.[10]

رصدت أربع مركبات فضائية روبوتية الحلقات أثناء وجود هذه المركبات بالقرب من زحل.  قامت بيونير11 باقترابها الأكبر من زحل في سبتمبر عام 1979 على مسافة 20900 كيلومتر منه. وهي من اكتشفت الحلقة إف. قامت فوياجر1 باقترابها الأكبر من زحل في نوفمبر عام 1980 على مسافة 64200 كيلومتر. منع تعطّل مقياس قطبية الضوء المركبة فوياجر1 من رصد حلقات زحل كما كان مخططًا له، ومع ذلك، قدّمت الصور من المركبة الفضائية تفاصيل جديدة لنظام الحلقات وكشفت عن وجود الحلقة جي. قامت المركبة فوياجر2 باقترابها الأكبر من الكوكب في أغسطس عام 1981 على مسافة 41000 كيلومتر. سمح مقياس قطبية الضوء في فوياجر2 لها أن ترصد نظام الحلقات بشكل أكثر دقة من فوياجر1. ونتيجةً لذلك اكتشاف العديد من الجدائل غير المرئية سابقاً. دخلت المركبة كاسيني في مدار حول زحل في يوليو عام 2004. تعد صور كاسيني لحلقات زحل الأكثر تفصيلاً حتى الآن، وبواسطتها اكتُشفت العديد من الجدائل.[11][12]

سُمّيت الحلقات حسب الترتيب الأبجدي وبالترتيب الذي اكتُشفت به. الحلقات الرئيسية هي: سي وبي وإيه وهي في الجزء الخارجي بالنسبة للكوكب، ويفصل قسم كاسيني بين الحلقتين إيه وبي ويعد هذا القسم أكبر الفجوات. واكتُشفت عدة حلقات أقل خفوتاً مؤخراً. الحلقة دي هي حلقة خافتة جداً وهي الأقرب إلى الكوكب. تقع الحلقة إف الضيقة بعد الحلقة إيه باتجاه الخارج. وخلف كل هذا تقع الحلقتان الأكثر خفوتاَ جي و إي البعيدتان. تُظهر الحلقات كمية كبيرة من الترتيب بكل المقاييس، وبعضها مُرتبط باضطرابات أقمار زحل، ولكن ليس مُفسر بشكل كبير.[13][14][15][16]

الخصائص الفيزيائية

تمتد الحلقات الرئيسة الكثيفة من 7000 كيلومتر (4300 ميل) حتى 80000 كيلومتر (50000 ميل) عن خط استواء زحل، والذي يبلغ نصف قطره 60300 كيلومتر (37500 ميل). تبلغ أقل سماكة مقدرة عشر أمتار وأكبر سماكة تصل حتى كيلومتر، تتكون الحلقات من جليد الماء النقي بنسبة 99% مع القليل من الشوائب التي تتضمن الثولين أو السيليكات. تتكون الحلقات الرئيسية بشكل أساسي من جزيئات يتراوح حجهما من  1 سنتيمتر حتى 10 متر.[17][18][19][20][21]

قاست كاسيني كتلة نظام الحلقات بشكل مباشر بواسطة تأثيرها التثاقلي خلال مجموعة مداراتها الأخيرة التي مرّت بين الحلقات والقمم السحابية، والذي نتج عنه القيمة 1.54 (±0.94)x1019 كيلو غرام، أو 0.41±0.13 من كتلة قمر زحل ميماس. تساوي هذه الكتلة نصف كتلة جرف أنتاركتيكا الجليدي الموجود على كوكب الأرض، وينتشر نظام الحلقات في مساحة تساوي 80 ضعف من مساحة انتشار الجرف الجليدي على كوكب الأرض. وحسب أرصاد كاسيني لموجات الكثافة في الحلقات إيه وبي وسي يُقدر تقريباً ب0.4 من كتلة ميماس. وهو جزء صغير من الكتلة الكلية لزحل (حوالي 0.25 جزء من المليار). نتج عن أرصاد فوياجر الأولى لموجات الكثافة في الحلقات إيه وبي ومخطط العمق الضوئي كتلة تقدر بحوالي 0.75 من كتلة ميماس، وأشارت الأرصاد اللاحقة والنمذجة الحاسوبية أنّ هذا تقدير مبالغ به.[22]

مراجع

  1. ^ Cassini Imaging Team Educational Outreach: Common Questions نسخة محفوظة 10 سبتمبر 2017 على موقع واي باك مشين.
  2. ^ أ ب Tiscareno، M. S. (4 يوليو 2012). "Planetary Rings". في Kalas، P.؛ French، L. (المحررون). Planets, Stars and Stellar Systems. Springer. ص. 61–63. DOI:10.1007/978-94-007-5606-9_7. ISBN:978-94-007-5605-2. اطلع عليه بتاريخ 2012-10-05.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: postscript (link) نسخة محفوظة 7 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
  3. ^ أ ب Baalke، Ron. "Historical Background of Saturn's Rings". Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996. Jet Propulsion Laboratory. مؤرشف من الأصل في 2009-03-21. اطلع عليه بتاريخ 2007-05-23.
  4. ^ Baalke، Ron. "Historical Background of Saturn's Rings". Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996. Jet Propulsion Laboratory. مؤرشف من الأصل في 2009-03-21. اطلع عليه بتاريخ 2007-05-23.
  5. ^ Whitehouse، David (2009). Renaissance Genius: Galileo Galilei and His Legacy to Modern Science. Sterling Publishing Company, Inc. ص. 100. ISBN:978-1-4027-6977-1. OCLC:434563173.
  6. ^ Miner، Ellis D.؛ وآخرون (2007). "The scientific significance of planetary ring systems". Planetary Ring Systems. Springer Praxis Books in Space Exploration. Praxis. ص. 1–16. DOI:10.1007/978-0-387-73981-6_1. ISBN:978-0-387-34177-4.
  7. ^ Alexander، A. F. O'D. (1962). The Planet Saturn. London: Faber and Faber Limited. ج. 88. ص. 108–109. Bibcode:1962QJRMS..88..366D. DOI:10.1002/qj.49708837730. ISBN:978-0-486-23927-9. {{استشهاد بكتاب}}: |journal= تُجوهل (مساعدة)
  8. ^ Campbell، John W., Jr. (أبريل 1937). "Notes". Beyond the Life Line. ص. 81–85. {{استشهاد بكتاب}}: |journal= تُجوهل (مساعدة)صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
  9. ^ "Saturn's Cassini Division". StarChild. اطلع عليه بتاريخ 2007-07-06.
  10. ^ "James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings". JOC/EFR. مارس 2006. اطلع عليه بتاريخ 2007-07-08.
  11. ^ Dunford، Bill. "Pioneer 11 – In Depth". NASA web site. مؤرشف من الأصل في 2015-12-08. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-03.
  12. ^ Angrum، Andrea. "Voyager – The Interstellar Mission". JPL/NASA web site. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-03.
  13. ^ Dunford، Bill. "Voyager 2 – In Depth". NASA web site. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-03.
  14. ^ Dunford، Bill. "Voyager 1 – In Depth". NASA web site. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-03.
  15. ^ Dunford، Bill. "Cassini – Key Dates". NASA web site. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-03.
  16. ^ Piazza، Enrico. "Cassini Solstice Mission: About Saturn & Its Moons". JPL/NASA web site. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-03.
  17. ^ "Solar System Exploration: Planets: Saturn: Rings". Solar System Exploration. مؤرشف من الأصل في 2010-05-27.
  18. ^ Cornell University News Service (10 نوفمبر 2005). "Researchers Find Gravitational Wakes In Saturn's Rings". ScienceDaily. اطلع عليه بتاريخ 2008-12-24.
  19. ^ "Saturn: Rings". NASA. مؤرشف من الأصل في 2010-05-27.
  20. ^ Nicholson، P.D.؛ وآخرون (2008). "A close look at Saturn's rings with Cassini VIMS". Icarus. ج. 193 ع. 1: 182–212. Bibcode:2008Icar..193..182N. DOI:10.1016/j.icarus.2007.08.036.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link)
  21. ^ Zebker، H.A.؛ وآخرون (1985). "Saturn's rings – Particle size distributions for thin layer model". Icarus. ج. 64 ع. 3: 531–548. Bibcode:1985Icar...64..531Z. DOI:10.1016/0019-1035(85)90074-0.
  22. ^ Koren, M. (17 Jan 2019). "The Massive Mystery of Saturn's Rings". The Atlantic (بالإنجليزية الأمريكية). Retrieved 2019-01-21.
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=حلقات_زحل&oldid=40346643»