الكواكب العملاقة مثل زحل لا تميل فقط من تلقاء نفسها: يجب أن يقلبها شيء ما ، أو يجذبها بقوة الجاذبية ، لدفعها بعيدًا عن محورها. يتوقع العلماء أنه عندما تولد كواكب جديدة ، فإنها تتشكل بدون أي ميل على الإطلاق ، وتصطف مثل قمم دوارة ، مع مستوى خط الاستواء الخاص بها إلى المستوى المداري الذي تدور فيه حول شمسها.
لكن لا يوجد كوكب في نظامنا الشمسي مستوي تمامًا. كوكب المشتري هو الأقرب ، حيث يبلغ ميله 3.12 درجة فقط. إن انحراف الأرض أكثر جوهرية عند 23.45 درجة ، مما يجعلنا نختبر دورة سنوية من الفصول حيث يتذبذب عالمنا المنزلي حول محوره. يعتبر ميل زحل أكثر خطورة حتى الآن ، حيث يبلغ ميله 26.73 درجة (على الرغم من أنه ليس قريبًا من تطرّف أورانوس ، الذي يدور عمليًا بشكل جانبي ، بزاوية 97.86 درجة مع مستواه المداري).
يمكننا أن نتعلم الكثير من هذه الانحرافات.
نعلم ، على سبيل المثال ، من الأدلة الجيولوجية التي تم جمعها خلال بعثات أبولو ، أن ميل الأرض كان على الأرجح نتيجة لتأثيرات هائلة مع أجسام صخرية أخرى في وقت مبكر من تاريخ الكوكب ، والتي انفصل أكبرها وشكل قمرنا. مثلما يفحص علماء الآثار الأواني الفخارية وشظايا العظام لتجميع الثقافات القديمة ، يمكن للفيزيائيين فحص إمالة الكواكب لفهم ماضي النظام الشمسي. تذبذب العصر الحديث دليل على أحداث مأساوية منذ زمن بعيد. أو ، كما تقترح ورقة بحثية جديدة ، ربما ليس منذ زمن بعيد.
اقترح فريق من الباحثين من مرصد باريس وجامعة بيزا ، بقيادة ميلان سايلنفيست ، أن أصل ميل زحل قد يكون أكثر حداثة مما كان يُعتقد سابقًا ، وأن أكبر أقماره ، تيتان ، قد يكون السبب في ذلك.
يعتقد علماء الفلك تقليديًا أن ميل زحل لا علاقة له بأقماره ، بل له علاقة أكثر بالتفاعلات بينه وبين عمالقة الغاز الآخرين. تشير إحدى النظريات السائدة لتكوين النظام الشمسي ، والمعروفة باسم نموذج نيس ، إلى أنه منذ حوالي أربعة مليارات سنة ، حدثت هجرة كبيرة حيث تحركت الكواكب العملاقة ببطء إلى الخارج ، تحت تأثير الجاذبية لبعضها البعض وكواكب صغيرة.
* جديد * الإصدار النهائي: أسرع ، وأطول ، ومصحح بفضل Twitter! ؟
- د.جيمس أودونوغو (physicsJ) 29 ديسمبر 2018
طول النهار (فلكي) والميل المحوري لأكبر 8 كواكب في نظامنا الشمسي!
أي كوكب يمثلك أفضل؟ ؟
تنزيل HD للمعلمين وما إلى ذلك: https://t.co/VnK6TlL2ld #النظام الشمسي #SciComm pic.twitter.com/RPD8aRpUzr
رسم جيمس أودونوغو (مع صور من وكالة ناسا) ، يوضح الميل المحوري للكواكب.
وفقًا لهذا النموذج ، كان الجاني المسؤول عن ميل زحل هو نبتون ، الذي جذب العملاق الحلقي أثناء انجرافه نحو حزام كايبر (في الواقع ، دليل من مهمة كاسيني أظهر أن حلقات زحل جديدة إلى حد ما: ربما لم تكن موجودة أثناء الهجرة الكبرى. لكني استطرادا). إذا كان من المراد تصديق نموذج نيس ، فقد تم وضع الانحرافات الكوكبية في الحجر منذ وقت طويل ، وظلت مستقرة نسبيًا منذ ذلك الحين.
النظرية الجديدة التي اقترحها Saillenfest والفريق يختلفون. يقترحون بدلاً من ذلك أن هجرة تيتان في الماضي القريب (منذ حوالي مليار سنة) قادرة بنفس القدر على تفسير ميل زحل اليوم. ربما ظل مدار تيتان منتظمًا لمليارات السنين ، لكن نموذجهم يُظهر أن صدى مداريًا مع زحل يمكن أن يكون قد حدث مؤخرًا ، مما أدى في نفس الوقت إلى تغيير مدار القمر وإجبار زحل في وضع مستقيم تقريبًا على السقوط جانبيًا.
يمر تيتان أمام زحل ، كما رأته مركبة كاسيني الفضائية في 8 يونيو 2015. Credit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.
من الصعب التأكد من النموذج الصحيح بدون مزيد من الأدلة (ربما القادم مهمة اليعسوب إلى تيتان يمكن أن يحضر شيئًا ما). لكن احتمال حدوث مثل هذه الهجرة الحديثة يفتح إمكانيات للتغييرات المستقبلية في النظام الشمسي. على حد تعبير الباحثين ، فإن انحرافات الكواكب العملاقة 'لم تتم تسويتها نهائيًا ، ولكنها تتطور باستمرار نتيجة لهجرة أقمارها الصناعية.' قد لا يكون النظام الشمسي كما نعرفه اليوم مستقرًا أو ثابتًا كما يبدو ، وقد يكون في حالة حدوث اضطرابات مستقبلية (على الرغم من أنني لن أفقد النوم عليه - ليس لمليار سنة أو نحو ذلك).
نشر Saillenfest والمؤلف المشارك Giacomo Lari و Gwenaël Boué ورقتهم في علم الفلك الطبيعي في وقت سابق من هذا العام.
موارد:
Melaine Saillenfest و Giacomo Lari و Gwenaël Boué “ يفسر الميل الكبير لكوكب زحل الهجرة السريعة لتيتان . 'علم الفلك الطبيعي.
المخطوطة متوفرة في: https://arxiv.org/abs/2110.04104 .
