این مقاله در ابتدا در گفتگو. این نشریه مقاله را در اختیار Space.com قرار داد رای کارشناسان: Op-Ed & Insights.
مجی لی، محقق، دانشکده فیزیک و نجوم، دانشگاه ناتینگهام
حلقه های اطراف سیارات از چه چیزی ساخته شده اند؟ - ویهان، پنج ساله، چنای، هند
بسیاری از ما با تصاویر سیاره زحل و حلقه خطاناپذیر آن آشنا هستیم. در واقع، زحل تنها یک حلقه ندارد - اگر از طریق تلسکوپ نگاه کنید، خواهید دید که زحل در واقع حداقل هشت حلقه دارد. به این سیستم حلقه می گویند.
زحل تنها سیاره ای نیست که حلقه دارد. مشتری، نپتون و اورانوس نیز دارای سیستم حلقهای هستند، اما حلقههای آنها کوچکتر، تیرهتر و سختتر دیده میشوند.
متصل: حلقه های باشکوه زحل از نزدیک
این حلقه ها توسط میلیاردها ذره کوچک تشکیل شده اند که به دور سیاره خود می چرخند. با این حال، این ذرات از سیاره ای به سیاره دیگر ساخته شده اند. حتی حلقه های موجود در یک سیستم حلقه می توانند از چیزهای مختلفی ساخته شوند.
امواج رادیویی
با درک اینکه چقدر بزرگ هستند و چقدر سنگین هستند، میتوانیم ایدهای در مورد اینکه این ذرات از چه چیزی ساخته شدهاند به دست آوریم. یکی از راه های انجام این کار استفاده از تکنیکی به نام رادیو گرفتگی است.
اجرام در فضا با میدان های مغناطیسی در حال تغییر - مانند سیارات یا حتی ماهواره های فضایی - امواج رادیویی تولید می کنند. با عبور از حلقههای اطراف سیارات، این سیگنالهای رادیویی بسته به اندازه ذرات و میزان سنگینی آنها، به طرق مختلف تحت تأثیر ذرات موجود در حلقه قرار میگیرند. اگر سیگنال های رادیویی نشان دهند که ذرات سنگین هستند، ممکن است از ماده ای مانند آهن ساخته شده باشند. ذرات کمتر سنگین را می توان از موادی با چگالی کمتر مانند آلومینیوم ساخته شد.
همچنین میتوانیم میزان بازتابی ذرات را اندازهگیری کنیم تا به ما کمک کند بفهمیم از چه چیزی ساخته شدهاند و در چه حالتی هستند - مانند مایع یا جامد بودن آنها. آب می تواند در حالت های مختلف باشد: می تواند مایع باشد، اما همچنین می تواند مانند یخ یا برف جامد باشد. یخ بیشتر از آب بازتاب می کند و برف به شدت بازتاب می کند - بیشتر از یخ یا آب. به لطف چنین اندازه گیری هایی، می دانیم که ذرات موجود در حلقه زحل عمدتاً از یخ آب تشکیل شده اند.
سیستم حلقه ای مشتری از ذرات ریز غبار تشکیل شده است، اما آنها مانند زحل ذرات یخ آب نیستند. در عوض، این ذرات احتمالا سنگی هستند و از موادی مانند سیارک ها و قمرهای سنگی تشکیل شده اند.
اگرچه هنوز مشخص نیست که حلقه های اورانوس از چه چیزی ساخته شده اند، اما تیره هستند و چندان بازتابنده نیستند. این نشان می دهد که آنها از یخ آب ساخته نشده اند. در عوض، ممکن است ذرات غبار ساخته شده از کربن یا حاوی کربن مانند کربن باشند.
حلقههای نپتون حتی تیرهتر از حلقههای اورانوس هستند و چگالی آن نشان میدهد که از گرد و غبار ریزتری ساخته شدهاند. این احتمالاً نوعی کربن یا منبع کربن مانند یخ متان است.
اندازه گیری نور
برای به دست آوردن اطلاعات دقیق تر در مورد اینکه حلقه ها از چه ساخته شده اند، دانشمندان در حال مطالعه نور ساطع شده از ذرات هستند. ما این کار را با تقسیم نور به رنگین کمان انجام می دهیم، همانطور که قطرات باران نور خورشید را به رنگین کمان تقسیم می کنند. این قوس طیف نامیده می شود و می تواند اطلاعات دقیقی در مورد رنگ ذرات و اینکه از چه چیزی ساخته شده اند به ما بدهد. در حال حاضر، زحل تنها سیارهای است که طیفهای با وضوح بالا برای آن در اختیار داریم که میتواند حلقههایش را به ما بگوید.
اندازه گیری طیف ذرات حلقه زحل به ما نشان می دهد که آنها علاوه بر یخ آب، حاوی آهن و مواد آلی به نام تولین نیز هستند که رنگ قرمز کمی به آنها می دهد. برخی از این ذرات ممکن است به اندازه یک دانه شن کوچک باشند، اما برخی دیگر به بزرگی یک اتوبوس دو طبقه هستند.
یک تلسکوپ جدید به نام تلسکوپ فضایی جیمز وب به زودی به ما کمک می کند تا نگاه دقیق تری به این سیستم های حلقه ای بیندازیم و طیف آنها را اندازه گیری کنیم تا اطلاعات بیشتری در مورد اینکه از چه چیزی ساخته شده اند را بشناسیم. با این تلسکوپ جدید، حتی می توان حلقه هایی را در اطراف قمرها یافت، نه فقط سیارات.
هنگام ارسال سؤال برای بچه های کنجکاو، حتماً نام، سن و شهر یا شهر درخواست کننده خود را ذکر کنید. تو می توانی:
این مقاله توسط The Conversation با مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.
تمام سوالات و بحث های Expert Voices را دنبال کنید - و بخشی از بحث شوید - در فیس بوک و توییتر. نظرات بیان شده متعلق به نویسنده است و لزوماً منعکس کننده نظرات ناشر نیست.