باران مواد آلی از حلقه‌های کیوان بر سرش می‌بارد

* حجم شگفت‌آوری از مولکول‌های آلی پیچیده از حلقه‌های سیاره ی کیوان بر جو آن می‌بارد.

فضاپیمای کاسینی مُرده، ولی میراثش هنوز زنده و پویاست. این فضاپیما پیش از خودکشی در جو کیوان، در ۲۲ مدار پایانی از میان این غول گازی و حلقه‌هایش گذشت. در این "پایان بزرگ"، دستگاه طیف‌سنج جرمی INMS کاسینی آب یخ‌زده و مولکول‌های آلی پیچیده‌ای را ردیابی کرد که از حلقه‌ها به درون جو سیاره روان بودند: "باران حلقه‌ای". ولی به گفته‌ی هانتر ویت از بنیاد پژوهشی جنوب باختر (SwRI): «این باران حلقه‌ای بیشتر مانند بارشی سیل‌آسا است.»

خود باران چیز شگفت‌انگیزی نبود. کلی میلر از SwRI می‌گوید: «دانشمندان بر پایه‌ی پژوهش‌های گذشته انتظار بارش آب از حلقه‌ها به جو کیوان را داشتند.» میلر می‌افزاید کاسینی حتی به گونه‌ای جهت‌گیری شده بود که آنتن‌ رادیویی‌اش بتواند "مانند یک چتر"، آن را در برابر این ذرات نگاهبانی کند. چیزی که مایه‌ی شگفتی بود شدت باران بود: "بسیار سریع‌تر از چیزی بود که تصورش می‌رفت". بر پایه‌ی داده‌ها، در هر ثانیه ۱۰ هزار کیلوگرم مواد از حلقه‌ها بر سر سیاره فرومی‌ریزد. این خیلی است.

داده‌های INMS نشان می‌دهند که این باران دربردارنده‌ی مولکول هیدروژن، آب، و حتی بوتان و پروپان است که از دید اخترشناسان، به دلیل داشتن اتم‌های زیاد کربن به عنوان "مواد آلی پیچیده" شناخته می‌شوند. هیدروژن ماده‌ی عمده‌ی جو کیوان است و پژوهشگران انتظار داشتند چیزی که از حلقه‌ها بر سیاره می‌ریزد همین هیدروژن (و آب) باشد، ولی این که مولکول‌های آلی پیچیده هم به همراه آنها ببارد کمتر انتظارش می‌رفت.

دستگاه INMS نشان داد که در هر یک از مدارهای ۲۲-گانه‌ی کاسینی، تغییراتی در این "بارندگی" وجود دارد. این می‌تواند نشانگر این باشد که یا بخش‌های خاصی از حلقه‌ی D، درونی‌ترین حلقه‌ی سیاره، از نظر فیزیکی با هم تفاوت دارند و نسبت به بخش‌های دیگر مقدار متفاوتی باران تولید می‌کنند، یا این که تنها خود این بارش است که کلا نرخش با گذشت زمان تغییر می‌کند.

دانشمندان پیش از انتشار نتایج این پژوهش، به مدت چندین ماه آنها را به دقت بررسی کردند. از آنجایی که سرعت فضاپیما در گذشتن از میان حلقه‌ها و سیاره بسیار بالا بود، آشکارسازِ دستگاه INMS می‌توانست ذرات را که به آن کوبیده شده و خرد می‌شدند حس کند. ولی این سرعت بالا نه تنها کار تفسیر نتایج را دشوارتر کرد، بلکه باعث شد بخشی از ترکیباتی که در این باران شناسایی شدند تنها ذراتی از هم پاشیده باشند، و تصویری که کاسینی به دست داده شاید ناقص باشد.

ویت می‌گوید با این وجود ارزشش را داشت. وی توضیح می‌دهد که این حجم غول‌آسا از مواد که از حلقه‌ی D به سوی سیاره روانست به احتمال بسیار نقشی در همنهش شیمیایی جو کیوان دارد. افزون بر این، این برون‌ریزی پیوسته از حلقه‌ی D به این معناست که این حلقه احتمالا به طور منظم بازیافت می‌شود.

یکی دیگر از نتایج علمی مدارهای پایان بزرگ کاسینی اینست که بر خلاف همه‌ی سیاره‌های دارای میدان مغناطیسی در سامانه‌ی خورشیدی، میدان مغناطیسی کیوان تقریبا درست هم‌تراز با محور چرخش آنست. این داده‌ها نشان می‌دهند که کجی (انحراف) محور مغناطیسی این سیاره نسبت به محور چرخش آن کمتر از ۰.۰۰۹۵ درجه است (این زاویه برای زمین ۱۱ درجه است). بر پایه‌ی هر آنچه دانشمندان درباره‌ی چگونگی پیدایش میدان مغناطیسی سیاره‌ها می‌دانند، کیوان نباید میدان مغناطیسی داشته باشد و این رازیست که باید گشوده شود.

دانشمندان به کمک این داده‌ها همچنین یک کمربند تابشی تازه را پیرامون کیوان، نزدیک به آن یافتند که از ذرات پرانرژی تشکیل شده. آنها پی بردند که اگرچه این کمربند با درونی‌ترین حلقه برخورد دارد، ولی این حلقه به اندازه‌ای تنُک است که جلوی پیدایش کمربند را نگرفته.

گزارش این پژوهشگران در شماره‌ی ۴ اکتبر نشریه‌ی ساینس منتشر شده است.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

Saturn - ring rain - organic molecule - planet - rings - Cassini spacecraft - Ion and Neutral Mass Spectrometer - INMS - Hunter Waite - Southwest Research Institute - SwRI - Science - Kelly Miller - radio antenna - molecular hydrogen - water - butane - propane - carbon - atom - D ring - C ring - solar system - magnetic field - spin axis - radiation belt

منبع: astronomy

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان