آیا سایه حلقه‌های زحل به کاهش تاثیر تشعشات خورشیدی کمک می‌کنند؟

کاسینی در حالی که در لحظات پایانی ماموریتش بین زحل و حلقه‌های آن بود و خود را برای شیرجه نهاییش آماده می‌کرد، تا جای ممکن اطلاعات مختلفی را جمع‌آوری و به زمین مخابره کرد.

حال اخترشناسان اعلام کرده‌اند که کاسینی در حال عبور از لایه‌ی یونوسفر (بالاترین لایه‌ی جو) زحل بود، مورد جالب‌توجهی را کشف کرده است. کاسینی در حالی که در ارتفاع ۲۶۰۰ تا ۴۰۰۰ کیلومتری سطح غول گازی قرار داشته، متوجه سایه‌های حلقه شده است که قادر به جلوگیری از اشعه‌ی ماورا بنفش خورشید و کاهش یونیزاسیون در این ناحیه شده‌اند. به این جهت، می‌توانیم متوجه شویم، حلقه‌های مرموز غول گازی زحل، می‌توانند جو این سیاره را به شکل قابل‌توجهی تغییر دهند.

به این ترتیب، به‌نظر می‌رسد که حلقه‌های زحل بیش از اینکه به زیبایی سیاره‌ کمک کنند، تاثیری قابل‌توجه روی جو این سیاره دارند. پژوهشگران در دهه‌ی ۱۹۸۰، فرضیه‌ای را مطرح کردند که بر اساس آن، نوارهای غول گازی ممکن است که بر اثر ذرات آب ناشی از حلقه‌های زحل پدید آمده باشند. و در سال ۲۰۱۳، اعلام کردند که شواهدی برای این فرضیهیافته‌اند. اطلاعاتی فضاپیمای کاسینی که از ۱۱ گردش مداری به‌دست آمده‌اند، یک اثر متفاوت را نشان می‌دهند. تفاوت واضحی که در یونوسفر سرد و متراکم سیاره است، یک لایه در جو فوقانی سیاره که در ارتفاعی بین ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ کیلومتری واقع است و از ورود اشعه ماوراء بنفش به سیاره جلوگیری می‌کند.

مطمئنا، زحل سطح جامدی ندارد؛ اما برای اهداف پژوهشی، ارتفاع صفر همان نقطه‌ی فشاری است که در سطح دریاهای زمین مشاهده می‌کنیم. در واقع این فاصله‌ی ۶۰.۲۶۸ کیلومتری از مرکز سیاره را نشان می‌دهد. پژوهشگران موسسه‌ی فیزیک فضایی سوئد و مرکز سفرهای فضایی گودارد ناسا دریافته‌اند، در نواحی که سایه‌ی حلقه های زحل قرار می گیرند، میزان یونیزاسیون کمتر است. آن‌ها همچنین شاهد کاهش میزان پلاسما در این نواحی بوده‌اند.

پژوهشگران نتیجه گرفته‌اند که حلقه B و قسمت زیادی از حلقه A باید در برابر اشعه ماورای بنفش مقاوم باشند. در همین حال، حلقه‌های C و D، امکان عبور اشعه ماورا بنفش را می‌دهند. همچنین دانشمندان دریافته‌اند که لایه‌ی یونوسفر بسیار متنوع‌تر از آن چیزی است که پیش از این تصور می‌کردند و تراکم الکترون در آن گاهی اوقات در مدارهای مختلف تغییر می‌کند. البته این تغییرات نمی‌تواند به تنهایی به سایه حلقه‌ها مرتبط دانسته شود. همچنین ممکن است که این تغییرات ناشی از بارش‌های حلقه ای زحل باشد. هر چند در این مورد هم شواهد کافی برای وقوع چنین پدیده‌ای وجود دارد. احتمال دیگر این است که بادهای طولی زحل اثر قوی روی تراکم الکترون‌های جو سیاره داشته باشند. ویلیام کورت، یکی از پژوهشگران این مطالعه از دانشگاه آیووا، گفت:

فکر می‌کنم بارش های حلقه‌ها در این مورد تاثیر نداشته باشند، و تصور می‌کنم، در این مورد امواج رادیویی و پلاسمایی نقش اساسی را ایفا کنند.

فضاپیمای کاسینی نخستین شیرجه خود برای ماموریت نهاییش در بین زحل و حلقه‌هایش در تاریخ ۲۶ آوریل (۶ اردیبهشت) ۲۰۱۷ انجام داد. کاسینی پیش از سقوط در جو زحل، ۲۲ شیرجه را در مدار این غول گازی انجام داد. پژوهشگران این تیم اعلام کرده‌اند که تاکنون توانسته‌اند، تنها نیمی از اطلاعات مداری کاسینی را بررسی کنند و هنوز هیچ اطلاعاتی از سقوط نهایی کاسینی را مورد استفاده قرار نداده‌اند. به این جهت، باید بگوییم، این‌ها تنها بخش کوچکی از اطلاعاتی نامکشوفی هستند که فضاپیمای محبوب کاسینی از خود به یادگار گذاشته است، باید منتظر یافته های دیگر، موفق‌ترین ماموریت فضایی ناسا باشیم.

این پژوهش در نشریه‌ی Science منتشر شده است.