راز حلقه های زحل !

[Mohammad Hosseyn]

حلقه های زحل احتمالاً مسطح ترین ساختار شناخته شده در جهان دانش هستند. فاصله یک انتها تا انتهای دیگر آنها به اندازه فاصله زمین تا ماه است، در حالیکه ارتفاع آنها خیلی بلندتر از یک گروه آکروبات که روی شانه های یکدیگر ایستاده اند نمی باشد. برای مقایسه می توان گفت اگر حلقه ها به ضخامت یک برگه کاغذ بودند کشیدگی آنها 3 کیلومتر می شد.
هر چهار سیاره غول منظومه شمسی ما دارای حلقه هستند، اما فقط زحل یک سیستم از حلقه های درخشان و عظیم دارد. آیا این بی همتایی تصادفی است یا چیزی بیش از یک اتفاق می باشد؟ حلقه های زحل چه چیز بیشتری درباره مبدأ منظومه شمسی و موارد مشابه در دیگر نقاط کهکشان میتوانند به ما بگویند؟
این پرسش و پرسشهای دیگر منجر به ساخت فضاپیمای کاسینی (Cassini) متعلق به ناسا شد که در سال 1997 پرتاب و در جولای 2004 وارد مدار زحل گردید. کاسینی علاوه بر نقشه برداری دریاچه های متان در قمر تایتان، شناسایی آبفشانهای یخی (icy geyser) بیرون زده در قمر انسلادوس (Enceladus) و ردیابی توفانها در جو زحل، مطالعات فراوان و گسترده ای بر روی سیستم حلقه ها و محیط آنها انجام داده است. این بررسیها و مشاهدات به ماهیت ذرات حلقه ها، چگونگی برهم کنش آنها با یکدیگر و با قمرهای سیاره و نقش غبار ریز در سیستم حلقه ها نور تازه ای بخشیده است. و همچون همیشه با اکتشافات جدید، سؤالات بیشتری مطرح می شود.

شرح عکس: بازوهای مارپیچ هم در حلقه های زحل و هم در کهکشانها تشکیل می شوند، هر چند از نظر منشأ و مقیاس با هم تفاوت دارند. اثر تشدید قمرهای بزرگتر امواج متراکم مارپیچ در حلقه ایجاد می کند. در این تصویر این امواج را در حلقه A می بینید.

حلقه های اصلی زحل عبارتند از: خارجی ترین حلقه A، حلقه متراکم و درخشان B و حلقه داخلی C که ظریفتر و نازکتر است. بخش کاسینی بین حلقه های A و B خالی نیست بلکه مواد رقیقی مشابه حلقه C دارد. حلقه F نواری باریک و مغشوش بلافاصله بیرون حلقه A است و سه حلقه غبارآلود عبارتند از حلقه D (داخل حلقه C)، حلقه G (بیرون F) و حلقه E (بیرون G ).

شرح عکس: کاسینی در سپتامبر گذشته 12 ساعت در سایه زحل قرار داشت و از این فرصت برای ثبت درخشندگی حلقه ها در نور از پشت تابیده خورشید استفاده کرد. به دلیل اینکه دوربین از سمت تاریک به سیستم نگاه می کند، مناطق مات نظیر حلقه B تاریک دیده می شوند، در حالیکه حلقه های رقیق شامل ذرات ریز غبار، درخشان هستند. بخش راست تصویر (سایه) در برابر سمت شب سیاره که نور ضعیفی دارد به صورت سیاه نما دیده می شود.

قمرها و دیسکها
حلقه های زحل تنها راه ما برای نزدیک شدن به یک دیسک آستروفیزیک است. منجمان ستاره های نزدیک زیادی را کشف کرده اند که توسط دیسکهای جوان گازی یا دیسکهای پیرتری از غبار احاطه شده اند. منظومه شمسی ما احتمالاً روزگاری شبیه این ستاره ها بوده است. ما می توانیم با مشاهده و رصد از راه دور و مدلهای نظری بیشتر درباره آنها یاد بگیریم، اما فقط در زحل می توانیم روند تغییرات دیسکها را به صورت مستقیم و با جزئبات بررسی کنیم.
یکی از علایق خاص دانشمندان بررسی برهم کنش بین دیسک و یک جرم سنگین – یک قمر یا ماهک (moonlet) در مورد زحل، و یا یک سیارک یا سیاره حول یک ستاره می باشد. کاسینی به روشهای مختلف چنین پروسه هایی را روشنتر نموده است.
دو قمر هر یک به عرض چندین کیلومتر در شکافهای بیرونی حلقه A گردش می کنند. پن (Pan) در شکاف انکه (Encke) به عرض 320 کیلومتر و دفنیس (Daphnis) در شکاف کیلر (Keeler) به عرض 35 کیلومتر. پن و دفنیس چرخش ذرات کوچک حلقه را که با آنها عبور می کنند به وسیله گرانش مغشوش می کنند، همان گونه که یک سیارک در دیسک دور یک ستاره جوان ایم کار را انجام می دهد و بدین ترتیب نقشهای دالبر شکل در لبه های شکاف ایجاد نموده و دنباله هایی تولید می کنند که در حلقه پراکنده می شود.
لبه های شکاف بیش از آنچه نظریه پردازان پیش بینی کرده اند پیچیده است. کاسینی لبه های موج دار شکاف انکه را رصد کرده است که هم در فرکانس و هم در دامنه تغییر و نوسان دارند. آنها هرگز به طور کامل از بین نمی روند. بسیاری از لبه های حلقه های دیگر از جمله حلقه A، B و شکاف کیلر شکلهای پیچیده تری از آنچه انتظار می رفت دارند. علت این پیچیدگی واضح و روشن نیست. ردیابی آنها ممکن است به کشف ماهک کوچکی در نزدیکی آنها منتهی شود یا درک ما را از فرایندهای خالی شدن شکافها اصلاح کند.
قمرهای بزرگتر خارج از حلقه های اصلی در موقعیتهایی از حلقه که با مدار قمر در تشدید (Resonance) هستند موجهای مارپیچ متراکمی به وجود می آورند. تشدید را میتوان با مثال هل دادن تاب در زمین بازی درک کرد. اگر تاب را به طور نامنظم هل دهید، گاهی هنگام حرکت آن به جلو و گاهی در زمان برگشت به عقب، در اینصورت تاب خیلی بالا نمی رود و هیچ چیز جالبی رخ نمی دهد. اما اگر با فرکانس طبیعی تاب آنرا هل دهید به طور فزاینده ای بالا و بالاتر می رود و کودک را شاد می کند.
قمرها می توانند اثر مشابهی روی ذرات حلقه ها داشته باشند، به عنوان مثال هنگامیکه یک تکه صخره یا یخ در مدت زمانی که یک قمر پنج بار می چرخد، شش بار گردش کند، هر بار گذر قمر نیروی مشابهی به آن وارد می کند. وقتی نیروها روی هم جمع می شوند، چرخش ذرات طولانی تر می گردد و از دید سایر اشیاء به داخل و خارج حرکت می کنند. هنگامیکه میلیونها ذرات حلقه در یک منطقه بدین صورت مغشوش می شوند، یک موج متراکم مارپیچی تولید می کنند که به سمت دور از ناآرامی منتشر می شود.
امواج متراکم از همان فیزیکی پیروی می کنند که بازوهای مارپیچی را در کهکشانها بالا می برد، هرچند مبدا آنها متفاوت هستند. اندازه گیری ارتفاع، شکل و طول موج این امواج می تواند به روشن شدن اطلاعاتی درباره چگالی سطحی حلقه (جرم در واحد سطح) و جرم قمر ایجاد کننده اغتشاش منجر شود و بعلاوه ضخامت عمودی حلقه را معین می کند. نتایج فضاپیمای کاسینی نشان می دهد که چگالی سطحی حلقه A در نزدیکی شکاف انکه بیشترین مقدار را دارد و به سمت داخل و خارج آن کاهش می سابد. اندازه گیریهای موج متراکم، ضخامت عمودی بخش کاسینی را حداکثرچند متر تعیین می کند و حلقه A باید ضخامتی کمتر از 10 تا 15 متر (30 تا 50 فوت) داشته باشد.

ادامه دارد ...

[Mohammad Hosseyn]

راز حلقه ها(قسمت دوم)

گورخر در حلقه A
ذرات منفرد دیسک همواره سعی می کنند به صورت ذرات بزرگتر گرد هم آیند، در حالیکه نیروهای کشندی (tidal) می خواهند آنها را از هم جدا نمایند. حلقه A خیلی نزدیک به حد روچ سیاره (Roche limit) است، فاصله ای که این تلاش همیشگی برای نبرد به تعادل می رسد. به دلیل آنکه ذرات به طور دائم با یکدیگر جمع شده و بعد جدا می شوند، نقشهای گورخری که به آن «شیارهای خود گرانشی» می گویند (self-gravity wakes) در حلقه A نمایان میشوند.
این ساختارها اولین بار از مطالعات ویجر (Voyager) درباره ویژگی عجیب حلقه A شناسایی شد: ناظر، حلقه را به سمت جلو-چپ و عقب-راست اندکی درخشانتر و در بین آنها تیره تر می بیند. این اثر عجیب نتیجه این واقعیت است که حلقه ها در زمانیکه از عرض دنباله دیده می شوند نور بیشتر و هنگامیکه در امتداد دنباله مشاهده می گردند نور کمتری را منعکس می کنند.




شرح عکس: قمرهای کوچک پن و دفنیس به ترتیب در شکافهای انکه و کیلر گردش می کنند و موادی را که در صورت نبود آنها شکافها را پر می کردند جارو می نمایند.(A) پن به صورت یک نقطه کوچک در شکاف انکه دیده می شود. شکاف کیلر در سمت راست بالای تصویر است. (B) گرانش پن سبب ایجاد این حلقه کوچک (ringlet) در شکاف انکه می گردد. (C) لبه های شکاف در اثراغتشاش ناشی از گرانش پن به صورت دالبر درامده است. (D) گرانش دفنیس به جای ایجاد طرح دالبر موزون، شکل دنده اره ای تیزی ساخته است.

دانشمندان کاسینی با اندازه گیری درخشندگی حلقه ها از منظرهای متفاوت، شکل مدلی برای این شیارها ساختند و دریافتند که آنها چند متر ارتفاع و چند ده متر عرض دارند. آنها با ربط دادن شکل مدل با اندازه شیارها می توانند حدود دقیقتری برای بزرگی عمودی حلقه A مشخص نمایند.
آبفشانها و کمانها
بیشتر ذرات یخی که در حلقه های اصلی زحل موجودند اندازه ای از یک تیله تا یک خانه دارند. اثرات الکتروومغناطیس ذرات غبار کوچکتر را به دورتر جارو می کند، بنابراین دانشمندان به مناطق کمی در حلقه های اصلی که غبار باقی می ماند توجهی خاص دارند، زیرا ممکن است محل شکل گیری فعالیتهای فعلی باشند.
بهترین وضعیت برای آشکار سازی غبار، مشاهده حلقه ها در نور پخش شده از جلو در زمان قرار گرفتن حلقه بین ناظر و خورشید است. شاید هنگام تمیز کردن یک قفسه نیز به این مطلب توجه کرده باشید. برای مشاهده غبار در امتداد سطح به سمت منبع نور نگاه می کنید. کاسینی نیز هنگامیکه در سمت زحل و مقابل خورشید است همین کار را انجام می دهد تا غبار پشت نور را مشخص تر نماید.
فعالیت مداوم حلقه F در نتیجه دو قمر نگهبان آن مقدار زیادی غبار را تکان می دهد و آن را به درخشان ترین جزء حلقه در نور تابیده شده از پشت تبدیل می کند. ویژگی برجسته دیگرآن است که حلقه داخلی D و حلقه های خارجی G و E تقریباً از سایر زوایای دید غیر قابل رؤیت هستند.


شرح عکس: (پائین) در 15 سپتامبر 2006 کاسینی در موقعیت خوبی برای عکس گرفتن از قمر انسلادوس و حلقه E مرتیط با آن بود. آبفشانهای موجود در قطب جنوب این قمرذرات یخ را در فضا منتشر می کنند که توسط نیروی گرانش زحل به دام افتاده و حلقه E را می سازند. در هنگام عکاسی خورشید درست پشت زحل قرار داشته و این نوردهی ازپشت سبب شده تا حلقه E درخشانتر از آنچه ایت به نظر یرسد. قمر تتیس (Tethys) در سمت چپ انسلادوس دیده می شود. (بالا) حلقه G بر خلاف سایر حلقه های زحل، اما شبیه حلقه های نپتون یک کمان (arc) دارد که به صورت ناحیه ای با درخشندگی بالا در تصویر دیده می شود. این ساختار به وسیله تشدید با قمر میماس ایجاد و حفظ می شود و ممکن است یک قمر یا خانواده ای از ماهکها را پنهان کرده باشد. سه نقطه سقید در سمت چپ حلقه ستاره هستند.

حلقه D به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجا که این حلقه بین حلقه های اصلی و بالای ابرهای زحل قرار گرفته به طور غیر منتظره ای پویا و دینامیک است. برجسته ترین حلقه کوچک (ringlet) که توسط ویجر مشاهده شده به اندازه 200 کیلومتر به سمت داخل حرکت کرده و به میزان قابل ملاحظه ای تاریک شده است. این یکی از تغییرات خیلی کمی است که در طی 25 سال با فضاپیما تایید شده است. حلقه D نه تنها به نظر می رسد که دارای پیچ و تاب است بلکه پیچش آن با گذشت زمان بیشتر می شود. محققان با تعیین سرعت پیچش و استنتاج و برون یابی به این نتیجه رسیدند که این چین خوردگی در حدود سال 1984 به صورت یک تغییر مکان ساده عمودی آغاز شده که احتمالاً بر اثر یک سیارک یا برخورد دنباله دار ایجاد شده است.
حلقه E که قمر انسلادوس (Enceladus) را در برمی گیرد بزرگترین حلقه زحل است، اگرچه کم نورترین حلقه نیز می باشد و در نبود نور زمینه، مشاهده آن از سایر حلقه ها سخت تر است. کاسینی تأیید کرده است که این حلقه از کریستالهای بسیار ریز یخ آب تشکیل شده است که از آبفشانهای قطب جنوب این قمر به بیرون پرتاب شده اند.
مرموزترین حلقه زحل احتمالا حلقه غبارالود و کم نور G است که فضای بین حلقه های اصلی و حلقه E را پر می کند. حلقه های A تا D یک مجموعه واخد را تشکیل می دهند، E به وضوح از انسلادوس سرچشمه می گیرد و F محصور بین قمرهای پرومتوس (Prometheus) و پاندورا (Pandora) است. در مقابل حلقه G فاقد هیچ قمر پدر یا هرگونه دلیلی برای وجود است. اما کاسینی یک سرنخ حیاتی پیدا کرده است: یک کمان (arc) که حدود 10 درصد از محیط حلقه را اشغال می کند. این کمان پنج بار درخشانتر از مابقی حلقه است و با قمر میماس (Mimas) در حالت تشدید قرار دارد. این قمر در زمانیکه کمان هفت دور به گرد زحل می چرخد، شش بار آن را دور می زند. کمانهای پایدار قبلاً فقط در حلقه های نپتون مشاهده شده بودند و آنجا نیز احتمالاً تشدید سبب می شود که ذرات در محیط حلقه پخش شوند. آیا ممکن است این کمان، قمر پدر حلقه G یا کمربندی از ماهکهای پدر را پنهان کرده باشد؟

شرح عکس: (پائین) ویجر1و2 پره ها را در حلقه B زحل مشاهده کردند که ایجاد آنها احتمالاً به دلیل زاویه تابش خاص خورشید بوده است. براساس فوانین گرانش این شیارهای شعاعی مرموز باید بلافاطله از بین برود، زیرا ذرات داخلی پره ها سریعتر از ذرات خارجی به دور زحل می چرخند. (بالا) کاسینی در 28سپتامبر 2006 از این پره ها عکس گرفت. تعداد و شدت پره ها در طی چند سال بعد افزایش خواهد یافت زیرا وضعیت مشاهده بهبود خواهد یافت.

ادامه دارد ....

[Mohammad Hosseyn]

راز حلقه ها(قسمت سوم)


حلقه B: سرزمین پره ها

حلقه B مشابه حلقه A مملو از ساختارهای شعاعی متراکم است. اما برخلاف موجهای متراکم مارپیچ در حلقه A، بیشتر ظاهر حلقه B با نواحی مشخص پدیده تشدید ارتباط ندارند. بنابراین منشأ آنها بدون توضیح باقی مانده است. دشواری مطالعه حلقه B با به هم فشردگی زیاد ذرات آن در هم آمیخته، به نحویکه به دلیل کم بودن فاصله بین آنها آزمایشهای استتار (Occultation) رادیویی و ستاره ای ویجر موفق به نفوذ در آن نگردید. سرانجام آنتن رادیویی قوی کاسینی در سال 2005 باارسال سیگنال قوی خود از حلقه B به زمین به طور مستقیم توانست از این سد عبور کند. تحلیل اطلاعات فرستاده شده همچنان ادامه دارد، اما نتایج اولیه حاکی از وجود ساختارهای ریز حتی در متراکم ترین بخشهای حلقه B می باشد.که جلوی عبور 99درصد از نور را می گیرد.
حلقه B همچنین به دلیل وجود پره ها در آن مشهور است. پره ها، طرحهای شعاعی شبح مانندی هستند که اولین بار در زمین رصد شدند و بعدها توسط فضاپیمای ویجر1و2 مورد تأیید قرار گرفتند. پره ها به طور ناگهانی ظاهر می شوند و خیلی بیشتر از زمانیکه حرکت مداری کپلری باید اجازه دهد (ذرات داخلی پره ها باید سریعتر از ذرات خارجی آن گردش کنند) بدون تغییر می مانند. کاسینی در اولین سال خود در زحل موفق به مشاهده و برسی یک پره هم نشد، نتیجه ای ناامید کننده تا فرا رسیدن اثرات فصلی. به نظر می رسد پره ها طی بهار و پاییز زحل به صورت بارزتر ظاهر می شوند، چرا که در این زمان نور خورشید با زاویه غیر عمود به پره می تابد.
سرانجام در سپتامبر 2005 ظهور مجدد بزرگ پره ها اتفاق افتاد و اخیراً هرگاه که دید کاسینی مناسب بوده مشاهده شده اند. پره هایی که تا کنون مشاهده شده اند در مقایسه با آنچه در سال 1980 تا 1981 توسط ویجر دیده شده اند ضعیفتر و از نظر تعداد کمتر هستند. دانشمندان انتظار دارند که آنها با رسیدن به نقطه اعتدال در سال 2009 قوی شوند.
فرایند شکل گیری پره ها مبهم باقی مانده است، هر چند میدان مضناطیسی قوی زحل تقریباً به طور یفین در حفظ و پایداری شعاعی آنها دخیل است. گروه کاسینی امیدوار است که فیلمهای با سرعت بالا سرانجام پره ها را در لحظه شکل گیری شکار خواهد کرد و منجر به حل این مسأله خواهد شد.

حلقه F
درست آن سوی حلقه های اصلی، یک نوار باریک وجود دارد که حلقه F نام دارد. این حلقه از هر طرف به قمر های نگهبان محدود است: قمر پرومتوس و پاندورا به ترتیب به عرض متوسط 102 و 84 کیلومتر ( 63 و 52 مایل ). به نظر می رسد هر یک از این دو قمر با پراکندن ذرات نزدیک، مواد حلقه را از آن دور می کنند. در نتیجه عرض متوسط حلقه فقط 1500 کیلومتر است.
اما نه حلقه و نه قمرهای نگهبان آن مدارهای دایروی ندارند. از منظر حلقه F پرومتوس و پاندورا در رقصی ثابت و مداوم به داخل ، بیرون، بالا و پایین حرکت می کنند. این حرکتها باید توانایی قمرها را در نگهداشتن حلقه ها در بین آنها مختل کند، اما همچنان حلقه محدود به آنها می باشد. در نتیجه هسته مرکزی حلقه شامل تعداد بیشماری گره و پیچ و تاب است، چرا که قمرها به طور مداوم آ نرا تحت تاثیر قرار می دهند. قمر پرومتوس که داخل قرار دارد اغلب وارد مرزهای حلقه F می شود و هر بار یک شیار باریک در آن می کند. پرومتوس در سال 2009 به هسته حلقه نفوذ می کند، اتفاقی که مطمئناً جنجالی بزرگ به پا خواهد کرد.
تصاویر کاسینی بیشتر آشکار کرده اند که کناره های موازی در حلقه F با یکدیگر در یک تک بازوی فشرده مارپیچ در ارتباط هستند، که ممکن است از برخوردی بین یک ماهک کوچک و هسته حلقه به وجود آمده باشد.


شرح عکس: (A) حلقه باریک F درست بیرون حلقه های اصلی قرار دارد و بین دو قمر کوچک پرومتوس (Prometheus) که در تصویر نشان داده شده و پاندورا (Pandora) محصور است. (B) رقص دائم پرومتوس و پاندورا (در تصویر نشان داده شده) به بیرون-داخل و بالا-پایین نسبت به حلقه سبب ایجاد پیچ خوردگی در هسته حلقه می شود. (C) کانالهای باریک کنده شده توسط حرکت پرومتوس به بیرون و داخل، جریان را برش می دهند. (D) یک بازوی مارپیچ که حول زحل می چرخد.

بالا رفتن غبار
حلقه های اصلی در مناطقی که مملو از غبار است خودنمایی می کنند. این نواحی در فضاهای پهناور بدون غبار، برجسته و مشخص و از این رو سزاوار توجه می باشند.
قمر پن در شکاف انکه فضای خود را با چند حلقه کوچک غبارآلود مشترک است. اینها شامل تعدادی پیچ خوردگی و کمان هستند که به همراه پن گردش می کنند، اگرچه بی نظمی آنها از حلقه F کمتر است. کاسینی مشاهده کرده است که این توده های حلقوی کوچک در مقیاس زمانی چند ماهه حرکت می کنند. برخی هنگام مواجهه با پن جهت خود را تغییر می دهند و بعضی نابود می گردند. دانشمندان در تلاشند تا این اثرات را درک کنند. آیا همه آنها به دلیل وجود پن است یا قمرهای دیگری هم در این شکاف هستند؟
مورد چشمگیر دیگر در حلقه ها، حلقه کوچکی است که به تازگی در شکاف کاسینی شناسایی شده است. دوربینهای ویجر باید می توانستند این حلقه کوچک را ببینند اما موفق به انجام این کار نشدند. وقتی برای اولین بار این حلقه کوچک دیده شد یکی از محققان گفت: «به این حلقه کوچک جذاب نگاه کنید!». این جمله سبب شد نام خودمانی آن «حلقه کوچک جذاب» گذاشته شود. اما این حلقه کوچک در شرایط درست به یک غول تبدیل می شود. هنگامیکه حلقه کوچک جذاب در نور پخش شده از جلو که غبار را نورانی می کند دیده می شود همه ناحیه را تحت الشعاع خود قرار می دهد و آنقدر درخشان می شود که برخی عکسهای کاسینی را اشباع کرده است.
طیف نگاری زیرقرمز چشمی کاسینی و طیف سنج نقشه برداری زیر قرمز تأیید می کند که ماده موجود در حلقه کوچک جذاب مشابه مواد حلقه F و حلقه های کوچک شکاف انکه هستند، اما با مواد سایر حلقه های اصلی متفاوت می باشند. چرا حلقه کوچک جذاب متفاوت است و چطور به این صورت در آمده است؟ آیا به تازگی به وجود آمده است؟ ممکن است نتیجه اختلال و تزاحم یک ماهک باشد که مخفی مانده و شکاف را برای اولین بار باز کرده است.

شرح عکس: حلقه های زحل آنقدر مسطح هستند که هنگامی که از لبه کناری دیده می شوند ( مشابه این تصویر ) تقریباً دیده نمی شوند. تصویر گرفته شده توسط کاسینی با رنگ طبیعی که با زاویه یک سوم درجه نسبت به صفحه حلقه ها گرفته شده است، قمر دیون (Dione) را در حال گذر از جلوی سیاره نشان می دهد و سایه حلقه ها بر روی آن افتاده است.

سن و منشأ
کاسینی چندین ماهک به اندازه زمین فوتبال کشف کرده است. برخی را از روی اغتشاشهای پروانه ای شکل که در حلقه A ایجاد می کنند و بعضی دیگر را با مشاهده جلوگیری از نور ستاره که از حلقه F عبور می کند شناسایی نموده است. این ماهکها فضای خالی بین قطعاتی به اندازه خانه در حلقه های اصلی و قمرهای کاملاً بالغ را که حداقل چندین کیلومتر پهنا دارند به یکدیگر ارتباط می دهند.
اندازه این قطعات متوسط حکم می کند که آنها هسته های یخی متراکم دارند، هر چند مطمئناً دفعات زیادی در چرخه به هم پیوستن و جدا شدن بازسازی شده اند. در صورتیکه حلقه ها در اثر نیروی کشند یا فروپاشی در اثر برخورد یک قمر در حدود اندازه میماس (عرض 400 کیلومتر) و یا شاید جرم دیگری از منظومه شمسی به وجود آمده باشند، هسته های متراکم تشکیل می شود. بر مبنای یخهای خیلی تازه که در همه جای سیستم حلقه ها دیده می شود، میزان مهاجرت قمرهای بزرگتر که سیستم حلقه ها را حفظ می کنند و علائمی که نشان می دهد حلقه ها حتی در حال حاضر نیز تغییر می کنند، چنین اتفاقی ممکن است نسبتاً تازه رخ داده باشد، شاید حدود 100 میلیون سال قبل.
از سوی دیگر برخی محققان گمان می کنند که حلقه ها میلیاردها سال عمر دارند و به گونه ای خود را دوباره بازیابی می کنند. کاسینی به یافتن پاسخ برای چنین سؤالاتی ادامه می دهد، مثلا با مشاهده و بررسی تغییر در مدار قمرها در طول دوران مأموریت خود تا بفهمد آیا آنها به نوعی مهاجرت می کنند که در مدت میلیاردها سال قابل پیگیری و ادامه دادن نیست.
حلقه های زحل بیش از آنچه انتظار داشتیم پرکار هستند. قمرها شکاف ایجاد کرده و تولید موج می کنند در حالیکه آبفشانها و برخوردهای سخت تولید غبار می نمایند. حلقه ها همچنان زیبایی باشکوه خود را به طور پیوسته حفظ می کنند.

شرح عکس: تصاویر گرفته شده توسط کاسینی در 12 دسامبر 2004 درکنار هم قرار داده شدند تا یک عکس موزاییکی ایجاد شود که از حلقه D (سمت چپ) تا حلقه F کشیده شده است. شکافها، امواج متراکم و بازوهای مارپیچ همگی در این تصویر قابل مشاهده هستند. این عکس موزاییکی محدوده ای به شعاع 65000 کیلومتر (40000 مایل) را دربرمی گیرد.

نوشته: متیو اس. تیسکارنو
مترجم: منصور کاهه
برگرفته از مجله Sky & Telescope – شماره فوریه 2007

پایان .