لماذا كوكب زحل له حلقات؟ وما أهميتها له؟

يُعرف كوكب زحل (بالإنجليزية: Saturn) بأنه ثاني أكبر كواكب المجموعة الشمسية من حيث الكتلة والحجم، وسادسها من حيث القرب من مركز المجموعة للشمس، ويمتاز زحل بالحلقات التي تحيط به، كما يمتاز بأنه أحد الكواكب التي يُمكن للإنسان رؤيتها بالعين المجردة باستخدام تلسكوب صغير،^[١] وقد سُمي زحل باسمه هذا نسبة إلى إله الزراعة والثروة عند الرومان، والمعروف بأنه والد المشتري حسب الأساطير.^[٢]

أسباب امتلاك كوكب زحل للحلقات

يمتاز كوكب زحل عن غيره من الكواكب بحلقاته المميزة، وقد وضع العلماء عددًا من التفسيرات والتحليلات حول هذه الحلقات وكيفية تشكلها، وفيما يلي بعض الحقائق عن سبب امتلاك كوكب زحل لهذه الحلقات:^[٣][٤]

• يمتاز الكوكب بتراكم عدد كبير من جزيئات الغبار، والجليد على مسافات متفاوتة من سطحه.
• يعتقد العلماء بأن هذا الحطام قد تراكم حول زحل بفعل جاذبيته الكبيرة جدًا، وهذا ما يُفسر سبب امتلاكه عددًا كبيرًا من الأقمار، وقد ساهمت هذه الأقمار في كميات الغبار المضافة إلى محيط زحل بالإضافة إلى امتصاصه من الحلقات.
• تنص بعض النظريات الأخرى للعلماء على أن مواد هذه الحطام جاءت نتيجة لسلسلة من التصادمات مع الكويكب، والتي لم تتمكن لاحقًا من الإفلات من جاذبية الكوكب هائلة، لتظل في محيطه مشكّلة الحلقات، كما توجد نظريات أخرى ترى أن الحطام تشكل منذ العصور الأولى لتشكل النظام الشمسي، حيث فشلت جاذبية الكوكب في جذبها لتكون جزءًا من بنية الكوكب، لتظل عالقة في محيطه.
• تظهر الحلقات للعين بسبب الأطوال الموجية التي تعكسها حلقات الحطام المحيطة بالكوكب، والمحاطة بجاذبيته.
• توجد نظرية وضعها روبن كانوب من معهد ساوث ويست للأبحاث تعد من أحدث النظريات العلمية الموضوعة مؤخرًا لتفسير ظاهرة الحلقات، وتنص على أن الحلقات عبارة عن بقايا جليدية لقمر قديم، وهذا يُفسر سبب وجود الجليد في الحلقات.
• تم سحب القمر إلى مدار الكوكب وتمزيق طبقاته الجليدية الخارجية لتصبح جزءًا من حلقات زحل بسبب جاذبية زحل الكبيرة، أما بالنسبة للغبار والصخور واللذين يشكلان أيضًا مادة الحلقات إلى جانب الجليد، فيعتقد كانوب أنها جاءت من نيازك مارة بالحلقات لمليارات السنين.
• لا تزال نظرية كانوب عاجزة عن تفسير سبب وجود أقمار صغيرة على أطراف الحلقات، رغم إعجاب المجتمع العلمي بنظريته وتفسيره لجليدية الحلقات.

حقائق عن حلقات كوكب زحل

فيما يلي ذكر لبعض الحقائق المتعلقة بحلقات كوكب زحل:^[٥][٦]

• كان العالم جاليلي جاليليو أول من لاحظ وجود حلقات حول كوكب زحل من خلال تلسكوبه عام 1610م.
• تتفاوت أحجام الصخور وجزيئات الجليد المشكّلة للحلقات بشكل كبير، ففي حين أن بعضها لا يتجاوز حجمه حجم حبة السكر، فإن بعضها الآخر يتجاوز حجمه حجم المنزل.
• يبلغ عرض الحلقات المحيطة بزحل 400 ألف كم، أما سمكها فلا يتجاوز 100 متر، في حين أن عددها يتراوح بين 500-1000 حلقة تملؤها الفجوات.
• تمتد أكبر حلقة محيطة بزحل بمقدار 7000 مرة ضعف قطر كوكب الأرض.
• تمت تسمية الحلقات المكتشفة حسب حروف الأبجدية الإنجليزية، حيث إن الحلقات الرئيسية هي A، وB، وC، وهناك الحلقة D، وهي أقل الحلقات خفوتًا، أما الحلقة F فتتكون من عدة حلقات أكثر ضيقًا، بحيث تمتلئ هذه الحلقات بالانحناءات، والتجاعيد، والتكتلات الواضحة.
• يُعرف قسم كاسيني بأنه الفجوة التي تفصل بين الحلقتين A، وB، ويبلغ عرضها 4700 كم، وقد سميت بهذا الاسم نسبة إلى المركبة الفضائية كاسيني، والتي وصلت إلى مسافات قريبة جدًا من الحلقات، وقدمت مجموعة من البيانات المهمة عنها.

كواكب أخرى تمتلك حلقات في المجموعة الشمسية

كان المجتمع الفلكي يعتقد بأن زحل هو الكوكب الوحيد الذي تحيط به الحلقات، لكن منذ أن شهد المجال تطورًا ملحوظًا في صناعة التلسكوبات، تمكن العلماء من اكتشاف حلقات خاصة لكل واحد من الكواكب الأربعة الغازية العملاقة الكبيرة، وهي: زحل، وأورانوس، والمشتري، ونبتون، وفيما يلي ذكر سريع لكل منها:^[٧][٨]

• حلقات كوكب المشتري: تم اكتشاف هذه الحلقات عام 1979م عن طريق المركبة الفضائية فوييجر 1، وتتشكل هذه الحلقات أساسًا من الغبار؛ لذا فهي خافتة جدًا، وتصعب رؤيتها إلا من خلال أقوى التلسكوبات.
• حلقات كوكب أورانوس: يمتلك أورانوس 13 حلقة خافتة ومعتمة تُحيط به، ويُعتقد بأن هذه الحلقات نتجت عن تصادم الأقمار القريبة من الكوكب لتتشكل هذه الحلقات الضيقة والكثيفة بصريًا قبل 600 مليون سنة أو أقل، ويتراوح قطر الحلقات ما بين 0.2-20 مترًا، ونظرًا لأنها تتألف في الغالب من الغبار فإنه يصعب رؤيتها من خلال التلسكوبات الأرضية.
• حلقات كوكب نبتون: تم اكتشاف هذه الحلقات عام 1989م عن طريق مركبة فوييجر 2 الفضائية، وحتى الآن كشفت هذه الرحلة الفضائية عن وجود 6 حلقات باهتة وهشة ومظلمة جدًا تحيط بالكوكب، ويُعتقد بأنها تتألف من مركبات عضوية تمت معالجتها عن طريق الإشعاع، على غرار تلك التي تشكل حلقات أورانوس.