كم عدد الأقمار التي يمتلكها زحل؟

تشتهر زحل بكونها عملاقًا للغاز ، ونظامها الدائري الرائع. لكن هل ستندهش من معرفة أن هذا الكوكب لديه أيضًا ثاني أكثر الأقمار في النظام الشمسي ، ويأتي في المرتبة الثانية بعد كوكب المشتري؟ نعم ، زحل لديه على الأقل إجمالي 150 قمر وقمر صغير ، على الرغم من أن 62 فقط تم تأكيد مداراتها وتم إعطاء 53 فقط أسماء رسمية.

معظم هذه الأقمار عبارة عن أجسام صغيرة متجمدة لا تزيد قليلاً عن أجزاء من نظام الحلقات المثير للإعجاب. في الواقع ، يبلغ قطر 34 من الأقمار التي تم تسميتها أقل من 10 كم بينما يبلغ قطر 14 قمرًا آخر من 10 إلى 50 كم. ومع ذلك ، فإن بعض أقمارها الداخلية والخارجية هي من بين الأكبر والأكثر دراماتيكية في النظام الشمسي ، حيث يبلغ قطرها ما بين 250 و 5000 كيلومتر وتضم بعضًا من أعظم الألغاز في النظام الشمسي.

تحتوي أقمار زحل على مجموعة متنوعة من البيئات فيما بينها لدرجة أنك ستغفر لرغبتك في قضاء مهمة كاملة بمجرد النظر إلى أقمارها الصناعية. من تيتان البرتقالية والضبابية إلى الأعمدة الجليدية المنبعثة من إنسيلادوس ، تمنحنا دراسة نظام زحل الكثير من الأشياء التي يجب التفكير فيها. ليس هذا فقط ، اكتشافات القمر مستمرة في الظهور. اعتبارًا من أبريل 2014 ، هناك 62 قمراً صناعياً معروفًا لكوكب زحل (باستثناء حلقاته المذهلة بالطبع). تم تسمية ثلاثة وخمسين من تلك العوالم.

ترصد المركبة الفضائية كاسيني ثلاثة من أقمار زحل في مواجهة الجانب الليلي المظلم من الكوكب. حقوق الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute

الاكتشاف والتسمية:

قبل اختراع التصوير التلسكوبي ، تمت ملاحظة ثمانية من أقمار زحل باستخدام تلسكوبات بسيطة. أول ما تم اكتشافه كان تيتان ، أكبر أقمار زحل ، وقد رآه كريستيان هويجنز في عام 1655 باستخدام تلسكوب من تصميمه الخاص. بين عامي 1671 و 1684 ، اكتشف جيوفاني دومينيكو كاسيني أقمار تيثيس و ديون و ريا و ايبتوس - والتي أطلق عليها إجمالاً اسم 'Sider Lodoicea' (اللاتينية لـ 'Louisian Stars' ، على اسم الملك لويس الرابع عشر ملك فرنسا).

ن 1789 ، وليام هيرشل اكتشف التمثيل الصامت و إنسيلادوس ، في حين أن علماء الفلك الأب والابن دبليو سي بوند وج. اكتشف بوند هايبريون في عام 1848 - اكتشفه ويليام لاسيل بشكل مستقل في نفس العام. بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، سمح اختراع لوحات التصوير الفوتوغرافي ذات التعريض الطويل باكتشاف المزيد من الأقمار - أولها فيبي ، لوحظ في عام 1899 بواسطة W.H. بيكرينغ.

في عام 1966 ، اكتشف عالم الفلك الفرنسي أودوين دولفوس القمر الصناعي العاشر لكوكب زحل ، والذي سمي فيما بعد مزدوج الوجه . بعد بضع سنوات ، تم إدراك أنه لا يمكن تفسير ملاحظاته إلا إذا كان هناك قمر صناعي آخر موجود في مدار مشابه لمدار جانوس. هذا القمر الحادي عشر سمي فيما بعد إبيميثيوس ، الذي يشترك في نفس المدار مع جانوس وهو المدار المشترك الوحيد المعروف في النظام الشمسي.

مجمعة زحل وأكبر أقماره. الائتمان: NASA / JPL / SSI

بحلول عام 1980 ، تم اكتشاف ثلاثة أقمار إضافية وتأكيدها لاحقًا بواسطة للسفر المجسات. كانت أقمار طروادة (انظر أدناه) من هيلين (التي تدور حول ديون) وكذلك تيليستو و كاليبسو (التي تدور حول تيثيس).

منذ ذلك الحين ، تم إحداث ثورة في دراسة الكواكب الخارجية من خلال استخدام مجسات الفضاء غير المأهولة. بدأ هذا مع وصولللسفرمركبة فضائية إلى نظام كرونيان في 1980-1981 ، مما أدى إلى اكتشاف ثلاثة أقمار إضافية - أطلس و بروميثيوس ، و باندورا - ليصل المجموع إلى 17. بحلول عام 1990 ، كشفت الصور المؤرشفة أيضًا عن وجود خبز .

تبع ذلك كاسيني هيغنز المهمة التي وصلت إلى زحل في صيف عام 2004. في البداية ،كاسينياكتشف ثلاثة أقمار داخلية صغيرة ، بما في ذلك الميثون و بالين بين ميماس وإنسيلادوس ، وكذلك القمر الثاني لاغرانج لديون - بوليديوسيس . في نوفمبر من عام 2004 ،كاسينيأعلن العلماء أن العديد من الأقمار يجب أن تدور حول حلقات زحل. من هذه البيانات ، عدة أقمار صغيرة وأقمار دافنيز و أنث تم تأكيده.

كما تم دعم دراسة أقمار زحل من خلال إدخال الأجهزة الرقمية المقترنة بالشحن ، والتي حلت محل اللوحات الفوتوغرافية بحلول نهاية القرن العشرين. لهذا السبب ، بدأت التلسكوبات الأرضية في اكتشاف العديد من الأقمار غير المنتظمة الجديدة حول زحل. في عام 2000 ، عثرت ثلاثة تلسكوبات متوسطة الحجم على ثلاثة عشر قمراً جديداً بمدارات غريبة الأطوار كانت على مسافة كبيرة من الكوكب.

أقمار زحل ، من اليسار إلى اليمين: ميماس ، إنسيلادوس ، تيثيس ، ديون ، ريا ؛ تيتان في الخلفية ؛ Iapetus (أعلى) و Hyperion (أسفل). حقوق الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute

في عام 2005 ، استخدم علماء الفلك مرصد ماونا كيا عن اكتشاف اثني عشر قمراً خارجياً صغيراً. في عام 2006 ، استخدم علماء الفلك الياباني تلسكوب سوبارو في Mauna Kea ، تم الإبلاغ عن اكتشاف تسعة أقمار غير منتظمة أخرى. في أبريل من عام 2007 ، Tarqeq (S / 2007 S 1) وفي مايو من نفس العام ، S / 2007 ق 2 و 2007 ق 3 تم الإبلاغ عنها.

اقترح جون هيرشل (ابن ويليام هيرشل) الأسماء الحديثة لأقمار زحل في عام 1847. وتماشياً مع تسميات الكواكب الأخرى ، اقترح أن يتم تسميتها على اسم شخصيات أسطورية مرتبطة بإله الزراعة والحصاد الروماني - زحل ، ما يعادل اليونانية كرونوس. على وجه الخصوص ، تم تسمية الأقمار الصناعية السبعة المعروفة على اسم جبابرة ، تيتانيس والعمالقة - إخوة وأخوات كرونوس.

في عام 1848 ، اقترح لاسيل تسمية القمر الصناعي الثامن لكوكب زحل هايبريون على اسم تيتان آخر. عندما تم استنفاد أسماء جبابرة في القرن العشرين ، تم تسمية الأقمار على اسم شخصيات مختلفة من الأساطير اليونانية الرومانية ، أو عمالقة من أساطير أخرى. تمت تسمية جميع الأقمار غير المنتظمة (باستثناء فيبي) على اسم آلهة الإنويت والغاليك وعمالقة الجليد الإسكندنافية.

أقمار زحل الداخلية الكبيرة:

يتم تجميع أقمار زحل بناءً على حجمها ومداراتها وقربها من زحل. الأقمار الداخلية والأقمار المنتظمة جميعها لها ميول مدارية صغيرة وانحرافات مركزية ومدارات تقدمية. وفي الوقت نفسه ، فإن الأقمار غير المنتظمة في المناطق الخارجية لها أنصاف أقطار مدارية تبلغ ملايين الكيلومترات ، وتدوم فترات مدارية عدة سنوات ، وتتحرك في مدارات رجعية.

قمر كوكب زحل إنسيلادوس. حقوق الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute

أقمار زحل الداخلية الكبيرة ، والتي تدور داخل خاتم E (انظر أدناه) ، قم بتضمين الأقمار الصناعية الأكبر ميماس وإنسيلادوس وتيثيس وديون. تتكون كل هذه الأقمار أساسًا من جليد مائي ، ويُعتقد أنها متباينة في قلب صخري وغطاء جليدي وقشرة. يبلغ قطرها 396 كم وكتلتها 0.4 × 10^عشرينكلغ، التمثيل الصامت هو أصغر وأقل كتلة من هذه الأقمار. إنه بيضاوي الشكل ويدور حول زحل على مسافة 185.539 كيلومترًا مع فترة مدارية تبلغ 0.9 يومًا.

بعض الناس يطلقون مازحا على ميماس قمر 'نجم الموت' بسبب الحفرة الموجودة في سطحه والتي تشبه الآلة منحرب النجومكون. يبلغ قطر حفرة هيرشل التي يبلغ طولها 140 كيلومترًا (88 ميلًا) حوالي ثلث قطر القمر نفسه ، ويمكن أن تكون قد تسببت في حدوث كسور (تشسماتا) على الجانب المقابل للقمر. في الواقع ، توجد حفر في جميع أنحاء السطح الصغير للقمر ، مما يجعله من بين أكثر الفوهات البثور في النظام الشمسي.

في غضون ذلك ، يبلغ قطر إنسيلادوس 504 كيلومترات ، وكتلته 1.1 × 10^{20 كم}وهو كروي الشكل. يدور حول زحل على مسافة 237.948 كم ويستغرق 1.4 يومًا لإكمال مدار واحد. على الرغم من أنه أحد الأقمار الكروية الأصغر ، إلا أنه القمر الكروني الوحيد النشط داخليًا - وواحد من أصغر الأجسام المعروفة في النظام الشمسي النشط جيولوجيًا. ينتج عن هذا ميزات مثل ' خطوط النمر '- سلسلة من الصدوع المستمرة والمحددة والمنحنية قليلاً والمتوازية تقريبًا داخل خطوط العرض القطبية الجنوبية للقمر.

كما لوحظ وجود ينابيع كبيرة في المنطقة القطبية الجنوبية والتي تنطلق بشكل دوري أعمدة من جليد الماء والغاز والغبار التي تعيد ملء الحلقة E الخاصة بزحل. هذه النفاثات هي واحدة من عدة مؤشرات على أن القمر إنسيلادوس يحتوي على مياه سائلة تحت قشرته الجليدية ، حيث تطلق عمليات الطاقة الحرارية الأرضية حرارة كافية للحفاظ على محيط الماء الدافئ أقرب إلى جوهرها.

النصف المخي اللاحق لديون ، يُظهر بقع 'التضاريس الوعرة'. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

يحتوي القمر على خمسة أنواع مختلفة على الأقل من التضاريس ، سطح جيولوجي 'شاب' يقل عمره عن 100 مليون سنة. يعد إنسيلادوس أحد ألمع الأجسام المعروفة في النظام الشمسي ، حيث تبلغ نسبة بياضه الهندسي أكثر من 140٪ ، ويرجع ذلك إلى كونه يتكون إلى حد كبير من جليد مائي.

يبلغ قطر تيثيس 1066 كم ، وهو ثاني أكبر أقمار زحل الداخلية والقمر السادس عشر في النظام الشمسي. تتكون غالبية سطحه من تضاريس شديدة التلال ومليئة بالفوهات ومنطقة سهول أصغر وأكثر سلاسة. أبرز معالمه هي فوهة البركان الكبيرة أوديسيوس ، التي يبلغ قطرها 400 كيلومتر ، ويطلق عليها اسم نظام الوادي الواسع إيثاكا تشاسما - وهو متحد المركز مع أوديسيوس ويبلغ عرضه 100 كيلومتر ، وعمقه من 3 إلى 5 كيلومترات وطوله 2000 كيلومتر.

يبلغ قطرها وكتلتها 1123 كم و 11 × 10^عشرينكلغ، ديون هو أكبر قمر داخلي لكوكب زحل. غالبية سطح ديون عبارة عن تضاريس قديمة مجوفة بشكل كبير ، مع حفر يصل قطرها إلى 250 كم . ومع ذلك ، فإن القمر مغطى أيضًا بشبكة واسعة من الأحواض والأنماط التي تشير إلى أنه كان له في الماضي نشاط تكتوني عالمي.

إنه مغطى بالوديان والتصدعات والحفر ومغطى بالغبار في الحلقة الإلكترونية التي أتت في الأصل من إنسيلادوس. دفع موقع هذا الغبار علماء الفلك إلى وضع نظرية مفادها أن القمر قد تم تدويره حوالي 180 درجة من وضعه الأصلي في الماضي ، ربما بسبب تأثير كبير.

أقمار زحل الخارجية الكبيرة:

تتشابه الأقمار الخارجية الكبيرة ، التي تدور خارج الحلقة E الخاصة بزحل ، في تكوينها مع الأقمار الداخلية - أي تتكون أساسًا من جليد الماء والصخور. من بين هؤلاء ، ريا هي ثاني أكبر - يبلغ قطرها 1527 كم و 23 × 10^عشرينكجم في الكتلة - وتاسع أكبر قمر في النظام الشمسي. يبلغ نصف قطرها المداري 527108 كيلومترات ، وهي خامس أبعد أقمار أكبر ، وتستغرق 4.5 أيام لإكمال مدارها.

مناظر لقمر زحل ريا. حقوق الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute

مثل سواتل كرونيان الأخرى ، تمتلك ريا سطحًا مليئًا بالفوهات ، وعدد قليل من الكسور الكبيرة في نصف الكرة اللاحق لها. ريا لديها اثنين جدا أحواض تأثير كبيرة على نصف الكرة الأرضية المناهض لزحل - فوهة بركان Tirawa (على غرار Odysseus on Tethys) وحفرة لم يتم تسميتها بعد - يبلغ قطرها 400 و 500 كيلومتر ، على التوالي.

تحتوي ريا على قسمين رئيسيين على الأقل ، الأول عبارة عن فوهات لامعة بها حفر أكبر من 40 كيلومترًا (25 ميلًا) ، وقسمًا ثانيًا به حفر أصغر. يُعتقد أن الاختلاف في هذه الميزات دليل على حدوث حدث كبير في الظهور في وقت ما في ماضي ريا.

بقطر 5150 كم ، و 1350 × 10^عشرينكجم في الكتلة ، تيتان هو أكبر أقمار زحل ويشكل أكثر من 96٪ من كتلته في مدار حول الكوكب. تيتان هو أيضًا القمر الكبير الوحيد الذي يمتلك غلافًا جويًا خاصًا به ، وهو بارد وكثيف ويتكون أساسًا من النيتروجين مع جزء صغير من الميثان. كما لاحظ العلماء وجود الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الغلاف الجوي العلوي ، وكذلك بلورات جليد الميثان .

يظهر سطح تيتان ، الذي يصعب مراقبته بسبب الضباب المستمر في الغلاف الجوي ، عددًا قليلاً من الحفر المؤثرة ، وهي دليل على البراكين ، وحقول الكثبان الطولية التي تشكلت على ما يبدو بفعل رياح المد والجزر. تيتان هو أيضًا الجسم الوحيد في المجموعة الشمسية بجانب الأرض الذي توجد أجسام سائلة على سطحه ، على شكل بحيرات الميثان والإيثان في مناطق تيتان القطبية الشمالية والجنوبية.

صورة لتيتان التقطتها مركبة كاسيني الفضائية ، وتُظهر مرور الضوء عبر محيط الغلاف الجوي للقمر. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / معهد علوم الفضاء

يتميز تيتان أيضًا بكونه القمر الكروني الوحيد الذي كان له مسبار على الإطلاق. كان هذا هو مسبار Huygens ، الذي حملته مركبة الفضاء كاسيني إلى العالم الضبابي. تعتبر 'العمليات الشبيهة بالأرض' لتيتان والغلاف الجوي السميك من بين الأشياء التي تجعل هذا العالم مميزًا للعلماء ، والتي تشمل أمطار الإيثان والميثان من الغلاف الجوي وتتدفق على السطح.

بمسافة مدارية تبلغ 1،221،870 كم ، فهو ثاني أبعد قمر كبير عن زحل ، ويكمل مدارًا واحدًا كل 16 يومًا. مثل Europa و Ganymede ، يُعتقد أن Titan لديه امتداد المحيطات الجوفية مصنوعة من الماء الممزوج بالأمونيا ، والتي يمكن أن تثور على سطح القمر وتؤدي إلى البراكين الجليدية.

هايبريون هي الجار المباشر لتيتان. يبلغ متوسط ​​قطرها حوالي 270 كم ، وهي أصغر وأخف من ميماس. وهي أيضًا ذات شكل غير منتظم وغريبة جدًا في التكوين. بشكل أساسي ، القمر عبارة عن جسم بيضاوي اللون ذو سطح مسامي للغاية (يشبه الإسفنج). سطح هايبريون مغطى بالعديد من الفوهات الصدمية ، معظمها يتراوح قطرها بين 2 و 10 كم. كما أن لها دورانًا لا يمكن التنبؤ به إلى حد كبير ، مع عدم وجود أقطاب أو خط استواء محدد جيدًا.

يبلغ قطرها 1،470 كم وقطرها 18 × 10^عشرينكجم في الكتلة ، إيابيتوس هو ثالث أكبر أقمار زحل الكبيرة. وعلى بعد 3.560.820 كم من زحل ، فهو أبعد الأقمار الكبيرة ، ويستغرق 79 يومًا لإكمال مدار واحد. نسبة إلى لون وتكوين غير عادي - نصف الكرة الأمامي غامق وأسود بينما يكون نصف الكرة اللاحق أكثر إشراقًا - غالبًا ما يطلق عليه 'يين ويانغ' لأقمار زحل.

وجهي إيابيتوس ، 'قمر يين ويانغ' لزحل. الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث

أقمار زحل غير المنتظمة:

وراء هذه الأقمار الكبيرة توجد أقمار زحل غير المنتظمة. هذه الأقمار الصناعية صغيرة الحجم وذات أنصاف أقطار كبيرة ومنحدرة ولها مدارات رجعية في الغالب ويعتقد أنها اكتسبتها جاذبية زحل. تتكون هذه الأقمار من ثلاث مجموعات أساسية - مجموعة الإنويت ومجموعة جاليك ومجموعة نورس.

تتكون مجموعة الإنويت من خمسة أقمار غير منتظمة تم تسميتها جميعًا من أساطير الإنويت - إيجيرق ، كيفيك ، بالالياق ، سيارناق ، وطارق. وجميعها لها مدارات تقدم تتراوح من 11.1 إلى 17.9 مليون كيلومتر وقطرها من 7 إلى 40 كيلومترًا. انهم جميعا مماثل في المظهر (ضارب إلى الحمرة) ولها ميول مدارية بين 45 و 50 درجة.

مجموعة Gallic هي مجموعة من أربعة أقمار خارجية متقدم سميت لشخصيات في الأساطير الغالية - Albiorix و Bebhionn و Erriapus و Tarvos. هنا أيضًا ، تتشابه الأقمار في المظهر ولها مدارات تتراوح من 16 إلى 19 مليون كيلومتر. ميولهم في نطاق 35 درجة -40 درجة ، وغرابة أطوارهم حول 0.53 ، ويتراوح حجمهم من 6 إلى 32 كم.

أخيرًا ، هناك المجموعة الإسكندنافية ، والتي تتكون من 29 قمراً خارجيًا رجعيًا تأخذ أسمائهم من الأساطير الإسكندنافية. يتراوح حجم هذه الأقمار الصناعية من 6 إلى 18 كم ، ومسافاتها من 12 إلى 24 مليون كم ، وميلها بين 136 درجة و 175 درجة ، وانحرافها بين 0.13 و 0.77. يشار إلى هذه المجموعة أيضًا أحيانًا باسم فيبي المجموعة ، بسبب وجود قمر واحد أكبر في المجموعة - يبلغ قطره 240 كم. ثاني أكبر، يمير ، يبلغ قطرها 18 كم.

حلقات وأقمار زحل الائتمان: ناسا

ضمن الأقمار الداخلية والخارجية الكبيرة ، هناك أيضًا أولئك الذين ينتمون إلى مجموعة Alkyonide. تمت تسمية هذه الأقمار - Methone و Anthe و Pallene - على اسم Alkyonides من الأساطير اليونانية ، وتقع بين مداري Mimas و Enceladus ، وهي من بين أصغر الأقمار حول زحل. بعض الأقمار الكبيرة لها أقمار خاصة بها ، والتي تُعرف باسم أقمار طروادة. على سبيل المثال ، يمتلك Tethys اثنين من أحصنة طروادة - Telesto و Calypso ، بينما يمتلك Dione Helene و بوليديوسيس .

تشكيل القمر:

يُعتقد أن تيتان قمر زحل وأقماره وحلقاته متوسطة الحجم قد تطورت بطريقة أقرب إلى أقمار جاليليو لكوكب المشتري. باختصار ، قد يعني هذا أن الأقمار المنتظمة تكونت من قرص حول الكوكب ، وهو عبارة عن حلقة من الغاز المتراكم والحطام الصلب تشبه قرص الكواكب الأولية. وفي الوقت نفسه ، يُعتقد أن الأقمار الخارجية غير المنتظمة كانت أجسامًا التقطتها جاذبية زحل وظلت في مدارات بعيدة.

ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات في هذه النظرية. في أحد السيناريوهات البديلة ، تم تشكيل قمرين بحجم تيتان من قرص تراكمي حول زحل. الثاني ينفجر في النهاية لينتج الحلقات والأقمار الداخلية متوسطة الحجم. وفي حالة أخرى ، اندمج قمران كبيران معًا لتكوين تيتان ، وأدى الاصطدام إلى تناثر الحطام الجليدي الذي تشكل لتكوين أقمار متوسطة الحجم.

ومع ذلك ، لا تزال آليات كيفية تشكل القمر لغزا في الوقت الحالي. مع إرسال مهام إضافية لدراسة الغلاف الجوي والتركيبات والأسطح لهذه الأقمار ، قد نبدأ في فهم من أين أتوا بالفعل.

يشبه إلى حد كبير كوكب المشتري وجميع عمالقة الغاز الآخرين ، فإن نظام أقمار زحل واسع النطاق ومثير للإعجاب. بالإضافة إلى الأقمار الكبيرة التي يُعتقد أنها تشكلت من حقل حطام ضخم كان يدور حوله ذات مرة ، فإنه يحتوي أيضًا على عدد لا يحصى من الأقمار الصناعية الأصغر التي تم التقاطها بواسطة مجال جاذبيتها على مدار مليارات السنين. يمكن للمرء أن يتخيل فقط عدد الأشياء المتبقية التي يمكن العثور عليها تدور حول العملاق ذي الحلقات.

لدينا العديد من المقالات الرائعة حول كوكب زحل وقمره هنا في Universe Today. على سبيل المثال ، هنا كم عدد الأقمار التي يمتلكها زحل؟ و هل يصنع زحل قمرًا جديدًا؟

إليك مقال عن اكتشاف القمر الستون لزحل ، ومقال آخر حول كيف يمكن أن تكون أقمار زحل خلق حلقات جديدة .

هل تريد المزيد من المعلومات حول أقمار زحل؟ الدفع معلومات كاسيني التابعة لناسا على أقمار زحل والمزيد من ناسا استكشاف النظام الشمسي موقع.

لقد سجلنا حلقتين من مسلسل علم الفلك حول زحل. الأول هو الحلقة 59: زحل ، والثاني هو الحلقة 61: أقمار زحل .

مصادر:

• ناسا- مهمة كاسيني - أقمار زحل
• أقمار زحل (وكالة الفضاء الأوروبية)
• مهمة كاسيني الانقلاب (ناسا)
• كاسيني هيغنز (وكالة الفضاء الأوروبية)
• مختبر كاسيني للتصوير المركزي للعمليات (دورات)