زُحل؛ سلطان حلقه‌ها در اعماق سرد منظومه شمسی
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : جمعه, ۰۳ مرداد ۱۴۰۴ ۱۱:۰۵
علیرضا بیات در گفت‌وگو با ایسنا اظهار کرد: زُحل؛ سیاره‌ای که در جایگاه ششم از خورشید قرار دارد و دومین غول گازی پس از مشتری به شمار می‌رود. این سیاره که در زبان لاتین "ساترن" (Saturn) و در زبان فارسی "کیوان" نامیده می‌شود، یکی از درخشان‌ترین و باشکوه‌ترین اجرام آسمانی است که چشم اخترشناسان و علاقه‌مندان به کیهان را خیره کرده است.
وی افزود: زحل با قطر استوایی در حدود ۱۲۰٬۵۳۶ کیلومتر، جرمی معادل ۹۵ برابر جرم زمین دارد. یک سال زحلی، یعنی مدت زمان چرخش این سیاره به دور خورشید، حدود ۲۹ و نیم سال زمینی به طول می‌انجامد و هر شبانه‌روز آن، یعنی چرخش به دور محور خود، نزدیک به ۱۰ ساعت و ۳۴ دقیقه است. دمای میانگین سطح آن نیز حدود منفی ۱۷۸ درجه سلسیوس برآورد می‌شود.
کارشناس نجوم ادامه داد: آن‌چه زحل را در میان سایر سیارات متمایز می‌سازد، حلقه‌های باشکوه و منحصربه‌فرد آن است؛ ساختارهایی از جنس یخ، سنگ و غبار که در آسمان کیهانی با تلسکوپ از زمین به‌خوبی قابل رؤیت‌اند و به‌راستی جلوه‌ای از ظرافت طبیعت کیهانی را به نمایش می‌گذارند.
قمرهای زحل؛ گستره‌ای شگفت‌آور از جهان‌های کوچک
بیات در باب قمرهای زحل اذعان کرد: آمار قمرها در سال‌های اخیر با رشد چشمگیری همراه بوده است. تا پیش از ماه مارس ۲۰۲۵، شمار قمرهای شناخته‌شده این سیاره ۱۴۶ قمر بود، اما در تاریخ ۱۱ مارس ۲۰۲۵، اتحادیه جهانی نجوم (IAU) با تأیید رسمی ۱۲۸ قمر جدید، تعداد کلی قمرهای زحل را به ۲۷۴ قمر تأییدشده افزایش داد؛ رقمی خیره‌کننده که زحل را به رکورددار بیشترین قمر در میان سیارات منظومه‌ی شمسی بدل می‌سازد.
وی اظهار کرد: از میان این قمرها، شماری برجسته‌اند؛ تیتان (Titan)، بزرگ‌ترین قمر زحل و دومین قمر بزرگ در منظومه شمسی، که از ویژگی‌هایی چون اتمسفری ضخیم و دریاچه‌های متان مایع برخوردار است. پس از آن، قمر ریا (Rhea) با سطحی یخ‌زده و پوشیده از دهانه‌های برخوردی قرار دارد. قمر انسِلدوس (Enceladus) نیز از دیگر اجرام شگفت‌انگیز زحل است؛ سطح یخی، چشمه‌های یخ‌فشان و احتمال وجود اقیانوس‌های زیرزمینی از ویژگی‌های برجسته آن به شمار می‌روند. قمر یاپتوس (Iapetus) با نیم‌کره‌های کاملاً متضادِ روشن و تاریک و قمر دیونه (Dione) با عوارض سطحی شبیه شکستگی‌های عظیم، نیز از جمله قمرهای جالب توجه زحل‌اند.
ساختار درونی و جو زحل؛ لایه‌هایی از عظمت و پیچیدگی
کارشناس نجوم اضافه کرد: زحل، همانند دیگر غول‌های گازی، سطح جامدی ندارد. ساختار درونی‌اش شامل هسته‌ای از جنس یخ، سنگ و فلز است که به احتمال زیاد حالتی جامد یا نیمه‌جامد دارد و جرمی معادل ۱۰ تا ۲۰ برابر زمین را در بر می‌گیرد. اطراف این هسته را لایه‌ای از هیدروژن فلزی در فشار بالا فراگرفته است که رسانای جریان الکتریکی‌ست و منشأ میدان مغناطیسی سیاره به شمار می‌رود.
بیات اضافه کرد: نیمی از قطر زحل را لایه‌ای از هیدروژن مایع و گاز تشکیل داده و در بالاترین بخش آن نیز جو یا اتمسفر فوقانی قرار دارد که مرکب از هیدروژن، هلیوم، آمونیاک، متان، بخار آب و ترکیبات دیگر است.
وی افزود: در جو زحل، بادهایی با سرعت‌هایی تا حدود ۱۸۰۰ کیلومتر در ساعت جریان دارند، همچنین در قطب شمال آن، طوفانی شش‌ضلعی پدید آمده که ساختاری بی‌نظیر و هنوز ناشناخته در میان سیارات منظومه شمسی است. از نظر ترکیب شیمیایی، زحل بسیار به مشتری شباهت دارد، گرچه نسبت هلیوم در آن کمتر است و در ارتفاعات بالایی، ابرهایی از آمونیاک قابل مشاهده‌اند.
حلقه‌های زحل؛ شکوه یخ و غبار در مدار
کارشناس نجوم بیان کرد: حلقه‌های زحل از شاخص‌ترین و شگفت‌انگیزترین جلوه‌های آن هستند. این حلقه‌ها که از هزاران حلقه‌ی نازک‌تر تشکیل شده‌اند، متشکل از ذرات یخ، سنگ و غبارند. پهنای کلی حلقه‌ها نزدیک به ۲۸۲ هزار کیلومتر و ضخامتشان تنها چند ده متر است. حلقه‌ها به گروه‌های A، B، C، D، F و G تقسیم شده‌اند و منشأ احتمالی‌شان به قمرهای خردشده یا مواد باقی‌مانده از دوران شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی بازمی‌گردد.
بیات گفت: زحل از میدان مغناطیسی نیرومندی برخوردار است، گرچه قدرت آن از میدان مغناطیسی مشتری کمتر است. ویژگی شگفت‌انگیز این میدان آن است که به‌طور تقریبی با محور چرخش سیاره هم‌راستا بوده و بدین ترتیب تقارن نادری را در میان سیارات به نمایش می‌گذارد. مغناطیس‌سپهر زحل قمرهای آن را نیز در بر گرفته و موجب بروز تغییرات جوی در آن‌ها شده است.
وی افزود: تاکنون مأموریت‌های فضایی متعددی برای بررسی زحل انجام شده است. نخستین آن‌ها، پایونیر ۱۱ در ۱۹۷۹ بود که نخستین پرواز نزدیک به زحل را انجام داد و اطلاعاتی از حلقه‌ها و قمرها گرد آورد. سپس ویجر ۱ و ۲ در ۱۹۸۰ و ۱۹۸۱ تصاویری دقیق از زحل و قمرهایش تهیه کردند و موفق به کشف ساختارهای موجی شکل در حلقه‌ها شدند.
کارشناس نجوم ادامه داد: یکی از جامع‌ترین مأموریت‌ها، کاسینی–هویگنس (Cassini–Huygens) بود که در بازه ۱۹۹۷ تا ۲۰۱۷ به مدت ۱۳ سال مدار زحل را کاوش کرد. این مأموریت به کشف یخ‌فشان‌ها در انسلادوس انجامید و در ۲۰۰۵ با فرود کاوشگر هویگنس بر سطح تیتان، گامی بزرگ در شناخت قمرهای زحل برداشت. تصویربرداری‌های دقیق از حلقه‌ها، مغناطیس‌سپهر و سطح قمرها از دیگر دستاوردهای این مأموریت بود.
آیا زندگی بر زحل امکان‌پذیر است؟
بیات در پاسخ به سؤالی مبنی بر امکان زندگی در سیاره زحل اظهار کرد: پاسخ این پرسش، با قاطعیت منفی است. شرایط جوی زحل، از فشار بالا و نبود سطح جامد گرفته تا دمای بسیار پایین، امکان شکل‌گیری یا پایداری حیات را از بین می‌برد. با این حال، قمرهایی مانند تیتان و انسلادوس از جمله گزینه‌های بالقوه برای زیست میکروبی در آینده محسوب می‌شوند. پژوهش‌های آینده و مأموریت‌های فضایی در راه‌اند تا این فرضیه را دقیق‌تر بررسی کنند و شاید بتوانند نشانه‌هایی از حیات در آن‌ها بیابند.
وی اضافه کرد: از جذاب‌ترین نکات درباره زحل، چگالی کمتر آن نسبت به آب است؛ به‌گونه‌ای که اگر این سیاره را در وان عظیمی از آب قرار دهیم، بر سطح آن شناور خواهد ماند.
کارشناس نجوم بیان کرد: پدیده طوفان شش‌ضلعی قطب شمال که همچنان برای اخترفیزیک‌دانان معما باقی‌ست، نمایی کامل و منظم از یک شش‌ضلعی ایجاد کرده است، همچنین قمر تیتان تنها جرم در منظومه شمسی، جز زمین است که دارای چرخه فعال مایعات شامل بارش، دریاچه و تبخیر است؛ با این تفاوت که این فرایندها نه با آب، که با متان مایع انجام می‌شود.
