هابل رازی درباره حلقه‌های سیاره زحل را پس از ۴۰ سال کشف کرد

منظومه حلقه‌ای زحل، جو فوقانی این سیاره غول پیکر را گرم می‌کند. این پدیده هرگز در منظومه شمسی دیده نشده بود. این یک تعامل غیرمنتظره بین زحل و حلقه‌های دور آن است و می‌تواند ابزاری برای پیش‌بینی این باشد که آیا سیارات اطراف ستارگان دیگر هم دارای منظومه‌های حلقه‌ای مانند زحل‌ هستند یا خیر.

شواهد گویای فزونی تابش فرابنفش است که به عنوان یک خط طیفی از هیدروژن در جو زحل دیده می‌شود.

محتمل‌ترین توضیح این است که ذرات حلقه یخی که بر جو زحل می‌بارند باعث این گرما می‌شوند. این می‌تواند به دلیل برخورد میکروشهاب‌سنگ‌ها، بمباران ذرات باد خورشیدی، اشعه فرابنفش خورشیدی یا نیروهای الکترومغناطیسی که گرد و غبار باردار الکتریکی را جمع می‌کنند، باشد.

همه اینها تحت تاثیر میدان گرانشی زحل است که ذرات را به داخل سیاره می‌کشد. هنگامی که کاوشگر «کاسینی» ناسا در پایان ماموریت خود در سال ۲۰۱۷ در جو زحل فرو آمد، اجزای اتمسفر را اندازه گیری و تایید کرد که بسیاری از ذرات از حلقه‌ها به داخل سیاره می‌ریزنند.

اگرچه فروپاشی آهسته حلقه‌ها کاملا شناخته شده بود، اما تاثیر آن بر هیدروژن اتمی سیاره مایه تعجب شده است. «لطفی بن جافل» از موسسه اخترفیزیک پاریس و آزمایشگاه «قمری و سیاره‌ای» دانشگاه آریزونا گفت: «ما قبلا در مورد تاثیر این حلقه‌ها می‌‌دانستیم اما درباره محتوای هیدروژن اتمی آن اطلاعی نداشتیم.»

بن جافل ادامه داد: «همه چیز با پایین ریختن ذرات حلقه به جو در عرض جغرافیایی خاص هدایت می‌شود. آنها جو بالایی را تغییر می‌دهند. سپس فرآیند برخورد با گازهای اتمسفر رخ خواهد داد که احتمالا جو را در یک ارتفاع خاص گرم می‌کنند.»

این نتیجه گیری بن جافل مستلزم گردآوری مشاهدات آرشیوی اشعه ماورای بنفش (UV) از چهار ماموریت فضایی بود که زحل را مورد مطالعه قرار داده‌اند.

این شامل مشاهدات دو کاوشگر ناسا است که در دهه ۱۹۸۰ در کنار زحل پرواز می‌کردند. کاوشگر کاسینی که در سال ۲۰۰۴ به زحل رسید، داده‌های بیشتری را به دست آورد.

اما همچنان سوال این بود که آیا امکان دارد همه داده‌ها توهم باشند؟ یا در عوض یک پدیده واقعی را در زحل منعکس می‌کند؟

کلید سرهم کردن تکه‌های این پازل در دستان بن جافل بود. او برای به نتیجه رسیدن از «طیف نگار تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل» استفاده کرد.

او برای مشاهدات دقیق از زحل برای کالیبره کردن داده‌های اشعه ماورای بنفش، از ماموریت‌های فضایی استفاده کرد. او مشاهدات اشعه ماورای بنفش «طیف نگار تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل» را با توزیع نور از ماموریت‌ها و ابزارهای فضایی متعدد مقایسه کرد.

چهار دهه داده‌های اشعه ماورای بنفش، چرخه‌های خورشیدی متعدد را پوشش می‌دهند و به اخترشناسان کمک می‌کند تا تاثیرات فصلی خورشیدی بر زحل را مطالعه کنند.