أعطت حلقات زحل العلماء المعلومات التي يحتاجون إليها لتحديد المدة التي تستغرقها عملاق الغاز في اليوم.
(الصورة: © NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
اضبط المؤقتات الخاصة بك لمدة 10 ساعات و 33 دقيقة و 38 ثانية - اكتشف العلماء أخيرًا كم من الوقت يستمر يوم على زحل ، مما أدى إلى كسر لغز عالق حول عملاق الغاز الحلق.
هذا وفقًا لبحث تم نشره حديثًا يستخدم البيانات التي جمعتها بعثة كاسيني التابعة لوكالة ناسا قبل تدمير المركبة الفضائية في سبتمبر 2017. يحسب الحساب الجديد عدة دقائق من التقديرات السابقة ليوم زحل ، والذي كان العلماء يقومون به لعقود استنادًا إلى بيانات من مهمة كاسيني وسلفه فوييجر.
وقالت ليندا سبيلكر ، عالمة مشروع كاسيني ، في بيان: "استخدم الباحثون موجات في الحلقات للنظر إلى داخل زحل ، وخرجوا هذه الخاصية الأساسية للكوكب التي طال انتظارها. وهي نتيجة قوية حقًا". "الحلقات عقد الجواب." [بالصور: مهمة كاسيني تنتهي بغوص ملحمي في زحل]
قد يبدو أنه سيكون من السهل قياس طول يوم على كوكب - فقط انتظر وشاهد العالم يدور. لكن طول يوم زحل بالضبط أزعج العلماء لعقود. لأن الكوكب عملاق غاز ، لا يمكن للباحثين مشاهدة معالم ثابتة من خلال السحب ، كما يمكنهم ذلك مع كوكب صخري.
يمكن للعلماء أيضًا استخدام إمالة المجال المغناطيسي لكوكب لقياس طول اليوم. لكن ذلك لم ينجح مع زحل ، لأن المجال يتماشى بشكل مثالي تقريبًا مع محور دوران الكوكب ، مما يعيق حساباتهم. قال أحد العلماء الذين درسوا المجال المغناطيسي للكوكب إن حالة عدم اليقين على مدار اليوم "محرجة بعض الشيء" ، تحدث في مقابلة مع موقع Space.com عن بحث نُشر في أكتوبر.
تركت هذه التحديات العلماء بتقديرات تقريبية تتراوح بين 10 ساعات و 36 دقيقة و 10 ساعات و 48 دقيقة - غير مرضية بشكل خاص.
اتخذ البحث المنشور اليوم نهجًا مختلفًا تمامًا - لا ينظر إلى الكوكب نفسه ، ولكن في حلقاته الدقيقة. تم اقتراح هذه الفكرة في عام 1982 ، ولكن ليس قبل أن تمتلك بعثة كاسيني البيانات لمعرفة ما إذا كانت التقنية ستنجح.
تكمن الفكرة في أنه عندما يدور زحل ، فإن اهتزازاته الداخلية تهتز قليلاً ، مما يتسبب في تغييرات صغيرة في مجال الجاذبية للكوكب. تمتد هذه التغييرات الصغيرة إلى قطع الجليد في الحلقات التي تزين عملاق الغاز ، مما يتسبب في موجات صغيرة في الحلقات.
وقال المؤلف الرئيسي كريستوفر مانكوفيتش ، وهو طالب دراسات عليا في علم الفلك بجامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، في بيان: "الجسيمات الموجودة في الحلقات لا يمكن أن تساعد إلا في الشعور بهذه التذبذبات في مجال الجاذبية". "في مواقع محددة في الحلقات ، تلتقط هذه التذبذبات جسيمات الحلقة في الوقت المناسب في مداراتها لبناء الطاقة تدريجيًا ، وتنتقل هذه الطاقة كموجة يمكن ملاحظتها."
لذا ، درس مانكوفيتش وزملاؤه تلك الموجات التي يمكن ملاحظتها واستخدموها للتراجع إلى الداخل إلى الكوكب نفسه. هكذا توصل الباحثون إلى قياس 10 ساعات و 33 دقيقة و 38 ثانية. لا تزال غير محددة في الحجر - تمتد أشرطة الخطأ في هذا الحساب بين دقيقة و 52 ثانية أطول ودقيقة و 19 ثانية أقصر. لكن نطاق الحساب الجديد يتفوق على نافذة مدتها 12 دقيقة.
تم وصف البحث في ورقة نشرت أمس (17 يناير) في مجلة الفيزياء الفلكية.
