آخرین عکس‌های کاسینی؛ نزدیک‌ترین نگاه ما به حلقه‌های زحل

اکنون، فضاپیمای کاسینی طبق برنامه، آخرین برنامه مداری خود را در سیستم زحل به پایان رسانده و در حال حرکت به سوی اعماق زحل است و همان‌طور که می‌دانید، این سفری بدون بازگشت خواهد بود. مأموریت تاریخی کاسینی تنها چند روز دیگر با خودکشی این فضاپیما در جو غول گازی به پایان می‌رسد.

کاسینی هنوز به ارسال عکس ادامه می‌دهد و قرار است حتی تا آخرین لحظه‌های مأموریت خود به فرستادن اطلاعات ارزشمند خود به زمین ادامه بدهد. ناسا تنها دو عکس کاسینی از حلقه B زحل را منتشر کرده است. این نقطه از نواحی محسوب می‌شود که پیش از این ندیده بودیم. اولین عکس که در تاریخ ۴ ژوئن (۱۴ خرداد) گرفته‌ شده، تصویری دقیق و با جزئیات بی‌نظیر از ساختار مارپیچی بخش داخلی این حلقه است.

این موج مارپیچی «جانوس ۲:۱» نام دارد، چرا که به‌وسیله قمر کوچک جانوس پدیده آمده است. این قمر کوچک در لبه‌ی بیرونی حلقه‌ای زحل قرار دارد. قمر جانوس به همراه  قمر اپتیموس، دارای مدار و رزونانس مداری مشترکی با ذرات این حلقه زحل است. رزونانس مداری زمانی اتفاق می‌افتد که اجرام مختلف با سرعت‌های مختلفی به دور مدار سیاره مادر خود گردش می‌کنند، اما در یک زمان به موقعیت اولیه خود بازمی‌گردند. به عنوان مثال میماس (اولین قمر بزرگ ماه زحل) زمانی که تتیس (قمر سوم غول گازی) یک دور مداری را به پایان می‌رساند، دومین دور مداری خود را هم انجام می‌دهد.

به همین ترتیب، هر بار که اپتیموس یک دوره مداری را کامل می‌کند، ذرات سیستم حلقه‌ای زحل دو دور مداری را کامل می‌کنند. در واقع، این همان سازوکاری است که باعث می‌شود بازوهای مارپیچی کهکشان پدید بیایند.

این مارپیچ‌ها هم‌نواخت با جانوس نیستند؛ در واقع هرچقدر این ذرات از قمر زحل فاصله بگیرند، بزرگ‌تر می‌شوند. ذرات بسیار ریز حلقه‌های زحل تقریبا به‌طور کامل از یخ و آب تشکیل شده‌اند که دارای برخی ریز سنگ‌ها هم هستند. اخترشناسان هنوز توافق نظری در مورد منشأ این حلقه‌های نسبتا جدید ندارند. اما مدل‌های شبیه‌سازی‌شده نشان می‌دهد که این حلقه‌ها احتمالا در اوایل تشکیل منظومه شمسی پدید آمده باشند.

 اگرچه عکس کاسینی به نظر از قسمت پایین راست، فاصله دارد؛ اما تمام بخش‌های حلقه به‌طور یکسانی از دوربین فضاپیما فاصله (حدود ۷۶ هزار کیلومتر) دارند.  

باوجود اینکه این مارپیچ به نام جانوس نام‌گذاری شده است، اما بدون اپتیموس پدید نمی‌آیند. این دو قمر زحل دقیقا دارای دوره مداری یکسانی هستند. این دو قمر هر چهار سال یک‌بار از جلوی غول گازی عبور می‌کنند. هرگاه این هماهنگی رخ می‌دهد، شکل جدیدی در این مارپیچ ایجاد می‌شود.

فاصله بین هر موج هم چهار سال است که زمان انتشار آن‌ به منبع بستگی دارد. این موج مارپیچی کمی شبیه به حلقه‌های درخت است، با هر حلقه می‌توان تاریخچه مداری این دو قمر را تعیین کرد. بر اساس تخمین‌های محققان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، که با استفاده از کاوشگرهای دوقلوی وویجر انجام گرفته‌اند، منشأ حلقه‌های سمت چپ، به سال ۱۹۸۰ تا ۱۹۸۱ بازمی‌گردد.

عکس دوم هم در تاریخ ۶ ژوئیه (۱۶ خرداد) به ثبت رسیده است؛ عکسی که بالاترین وضوح را در بین تمامی عکس‌های پیشین حلقه‌های زحل دارد. مقیاس این عکس حدود ۳ کیلومتر در هر پیکسل است.

این عکس به‌صورت موزاییکی ترکیبی رنگی و با استفاده از فیلترهای طیفی قرمز، سبز و آبی به ثبت رسیده است. با توجه به سنجش‌های رادیویی کاسینی، این نوارها دارای لبه‌های فوق‌العاده تیزی هستند. کوچک‌ترین این لبه‌ها حدود ۴۰ کیلومتر و نوارهای ضخیم بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتر پهنا دارند.

اینکه چه عاملی موجب تفاوت رنگ‌ها و روشنایی این نوارها می‌شود، هنوز مشخص نیست. حلقه‌های زحل عمدتا از آب و یخ تشکیل شده‌اند. روشنایی می‌تواند با توجه به تراکم، فراوانی و سایه‌ی ذرات تغییر کند. دانشمندان امیدوارند با اطلاعات جدیدی که کاسینی در اختیارشان قرار می‌دهد، در این مورد توضیحات قانع‌کننده‌تری در اختیار داشته باشند.

کاسینی در روزهای آینده به جو زحل نزدیک می‌شود و در ساعت ۱۰:۳۱ دقیقه بامداد (به‌وقت یوتی‌سی و ساعت ۱۵:۰۱ دقیقه بعد از ظهر به وقت ایران) روز ۱۵ سپتامبر (۲۴ شهریور) به جو زحل نزدیک و در آنجا منهدم می‌شود. کاسینی تا لحظه از کار افتادن سیستم‌های ارتباطی خود به مخابره اطلاعات ادامه می‌دهد.