ربما تكون حلقات زحل قد تشكلت بعد اصطدام ضخم مع تيتان

ربما بدأت قصة زحل وحلقاته وأقماره مع أكبر أقماره تيتان. كان من الممكن أن يكون الاصطدام بين جسم أولي من تيتان وجسم أصغر منذ حوالي 400 مليون سنة قد أطلق سلسلة من الأحداث التي شكلت حلقات زحل الشهيرة وغيرت تمايل الكوكب ومدارات أقماره.

نظام زحل غارق في الألغاز. تبدو حلقاته أصغر سنًا مما كان متوقعًا، كما أن تمايل الكوكب ليس مرتبطًا بحركة نبتون كما اقترحت عمليات المحاكاة أنه ينبغي أن يكون، وقمره الصغير إيابيتوس له مدار مائل بشكل غريب. يحتوي تيتان نفسه على عدد قليل من الحفر ومدار بيضاوي أو غريب الأطوار.

إن الاصطدام الضخم الذي خلق تيتان الذي نراه اليوم يمكن أن يفسر كل هذه العناصر. يقول ماتيجا كوك من معهد SETI في كاليفورنيا، الذي قاد فريق البحث وراء هذا العمل: “هذا نوع من النظرية الموحدة الكبرى التي تغطي جميع المشكلات الرئيسية”. “كانت لدينا فكرة عن كل واحد منهم، ولكن قد تكون هذه هي الطريقة التي يرتبطون بها في قصة واحدة يمكن اختبارها.”

يبدأ الأمر بقمر إضافي مفترض يسمى شرنقة في الأطراف الخارجية للنظام، والذي تم اقتراحه في عام 2022 لشرح كيفية فصل تمايل زحل عن نبتون. كانت الفكرة هي أن الشرنقة قد اندفعت نحو زحل وانفصلت لتشكل الحلقات، مما أدى إلى زعزعة استقرار تمايل زحل ومدار إيابيتوس في هذه العملية. ومع ذلك، لاحظ تشوك وزملاؤه أنه في عمليات المحاكاة، كانت النتيجة الأكثر ترجيحًا هي اصطدام كريساليس بتيتان.

يقول Ćuk: هذه مشكلة. “إذا كان هناك اصطدام مع تيتان، فلا يمكن أن يصبح الحلقات.” لذلك بدأ هو وفريقه في حساب ما يمكن أن يحدث إذا اصطدم كريساليس بتيتان. ووجدوا أن مثل هذا الاصطدام قبل حوالي 400 مليون سنة من شأنه أن يمحو حفر تيتان ويدفع مداره الدائري آنذاك ليصبح بيضاوي الشكل، فضلا عن خلق وابل من الحطام. ومن الممكن أن يكون القمر الأصغر هايبريون قطعة من هذا الحطام، وهو ما يفسر سبب كونه أصغر سنا بكثير من أقمار زحل الأخرى.

وبعد ذلك، مع مرور الوقت، كان من الممكن أن يؤدي تغير مدار تيتان إلى زعزعة استقرار الأقمار الداخلية الصغيرة وإرسالها إلى بعضها البعض، وطحن بعضها البعض إلى جزيئات صغيرة تشكل الآن حلقات زحل. يقول تشوك: “يبدأ كل شيء من تيتان، ثم يتدفق وصولاً إلى كارثة ثانية في النظام الداخلي”.

تقول سارة هورست من جامعة جونز هوبكنز في ميريلاند: “إذا كان الاصطدام مع تيتان 1.0 يمكن أن يفسر أشياء أخرى كثيرة حول نظام زحل، فأعتقد أن ذلك من شأنه أن يجعل تيتان محوريًا في كيفية رؤيتنا للنظام اليوم”. “إنني أقدر أناقة عدد مشاكل نظام زحل التي يمكن حلها في وقت واحد.”

الأدلة التي يمكن أن تثبت أو تستبعد هذا السيناريو ليست بعيدة جدًا. ستلقي مهمة Dragonfly التابعة لناسا، والتي من المقرر إطلاقها في عام 2028 وتصل إلى تيتان في عام 2034، نظرة فاحصة على سطح تيتان، مما سيساعد في تحديد ما إذا كان قد اندمج مع شرنقة أم لا. إذا كان الأمر كذلك، فقد نتمكن أخيرًا من فهم بعض الشذوذات العديدة الخاصة بكوكب زحل.