Mgogoro wa Kale wa Anga Unaweza Kuunda Titan na Pete za Saturn

Marekani - Shirika la Habari la Ekhbary

Mgongoro wa Kale wa Anga Unaweza Kuunda Titan na Pete za Saturn

Kila sayari katika Mfumo wetu wa Jua inashikilia seti yake ya kipekee ya mafumbo. Wakati wanadamu wanatafakari maswali mazito kama mageuzi ya Venus kuwa jahanam, uwezekano wa maisha ya kale kwenye Mars, au asili ya maisha duniani, Saturn hutofautiana kama mwili wa kuvutia wa angani. Mfumo wake wa pete za kipekee na miezi 274 iliyothibitishwa huvutia umakini wa wanasayansi wa sayari duniani kote. Swali kuu ambalo watafiti wamekuwa wakivutiwa nalo kwa muda mrefu ni asili na muda wa pete za kuvutia za Saturn na uhusiano wao tata na miezi yake mingi. Nadharia zilizopo zinapendekeza kwamba pete hizo ni mabaki ya mgongano wa zamani wa mwezi au matokeo ya miezi iliyojitosa karibu sana na Saturn, ili baadaye kulipuliwa na nguvu zake kubwa za uvutano.

Kuongeza safu mpya muhimu kwa uelewa wetu wa mfumo wa Saturni, utafiti wa hivi karibuni uliopangwa kuchapishwa katika Jarida la Sayansi ya Sayari unatoa nadharia ya kuvutia. Kwa jina "Asili ya Hyperion na Pete za Saturni katika Kutokuwa na Utulivu wa Hatua Mbili wa Mfumo wa Saturni", utafiti unaongozwa na Matija Ćuk wa Taasisi ya SETI na kwa sasa unapatikana kwenye arxiv.org. Karatasi hiyo inapendekeza kwamba umri na muundo wa pete za Saturni, pamoja na usanidi wa baadhi ya miezi yake, ni matokeo ya moja kwa moja ya tukio la janga ambalo lilitokea mamia ya mamilioni ya miaka iliyopita, likihusisha uharibifu wa miezi iliyopita.

Katika moyo wa nadharia hii mpya ni Titan, mwezi mkubwa zaidi wa Saturn na wa pili kwa ukubwa katika Mfumo wa Jua. Utafiti unaangazia kwamba uhamiaji wa kudumu wa Titan unaoendelea mbali na Saturn una jukumu muhimu katika kuunda mfumo mzima wa Saturni. "Mwelekeo wa Saturn na mzunguko wa mwezi mdogo Hyperion vyote hutumika kama rekodi ya mageuzi ya zamani ya obiti ya Titan," waandishi wanathibitisha. Mwelekeo wa mhimili wa Saturn, takriban digrii 26.7, ni wa kawaida sana kwa jitu la gesi, ambalo kwa kawaida hutarajiwa kuunda na mwelekeo mdogo zaidi. Mwelekeo huu muhimu unapendekeza ushawishi mkubwa wa nje, na watafiti wanapendekeza kwamba uhamiaji wa nje wa Titan ndio dereva wa uwezekano.

"Mwelekeo wa Saturn uwezekano mkubwa ulisababishwa na mlingano wa mzunguko wa muda mrefu na sayari, wakati Hyperion imenaswa katika mlingano wa mwendo wa wastani na Titan, na matukio yote mawili yanayoendeshwa na upanuzi wa obiti wa Titan," waandishi wanatoa ufafanuzi. Hii inapendekeza mwingiliano tata wa nguvu za uvutano na mienendo ya obiti juu ya vipindi vya muda vya cosmic.

Kujenga juu ya utafiti wa awali ambao ulidhani juu ya uwepo wa mwezi wa ziada katika siku za nyuma za Saturn, utafiti huu mpya unarekebisha hali hiyo. Dhana hiyo inapendekeza kwamba mwezi huu wa ziada ulikuwa na mkutano wa karibu wa uvutano na Titan kubwa, baadaye ulitolewa nje ya obiti yake thabiti, na baadaye ukapasuka ili kuunda pete za kuvutia tunazoona leo. Watafiti walitumia uigaji wa kisasa kuchunguza uwezekano huu, wakilenga kubaini ikiwa mwezi wa ziada unaweza kweli kukaribia Saturn vya kutosha ili kuzalisha pete zake. Wanadai kuwa matokeo yao yanatoa maelezo yanayoendana kwa vipengele kadhaa vya mfumo wa Saturni vinavyowachanganya watafiti:

• Umri wa kushangaza wa pete za Saturni.
• Mwelekeo wa ajabu wa obiti wa mwezi wa Saturn, Iapetus, ambao umeelekezwa kwa karibu digrii 15 ikilinganishwa na ndege ya ikweta ya Saturn.
• Kiwango cha ajabu cha uhamiaji wa Titan na uhaba wa kushangaza wa vishimo vya migongano kwenye uso wake.

Mwezi wa ajabu Hyperion, mojawapo ya miezi mikuu ya Saturn, una jukumu muhimu katika simulizi hii. Hyperion inajulikana kwa umbo lake lisilo na mpangilio, lenye umbo la "karanga", ambalo huifanya kuwa moja ya miili mikubwa zaidi inayojulikana ambayo haina umbo la mviringo kutokana na usawa wa uvutano. Wakati Iapetus pia inajulikana kwa mlima wake wa ajabu wa ikweta na tofauti kubwa ya mwangaza kati ya pande zake za mbele na za nyuma, umbo lake pia halina mpangilio na limeelezewa kama lenye umbo la karanga.

"Hyperion, mdogo kati ya miezi mikuu ya Saturn, alitupa kidokezo muhimu zaidi kuhusu historia ya mfumo," mwandishi mkuu Ćuk alisema katika taarifa kwa waandishi wa habari. "Katika uigaji ambapo mwezi wa ziada ulipokuwa hauna utulivu, Hyperion mara nyingi ilipotea na kuishi tu katika hali adimu. Tulitambua kwamba kufuli kwa Titan-Hyperion ni changa kiasi, miaka mia chache tu iliyopita. Hii inatokana na kipindi hicho hicho ambacho mwezi wa ziada ulipotea. Labda Hyperion hakunusurika na msukosuko huu lakini ulitokana nao. Ikiwa mwezi wa ziada uliungana na Titan, uwezekano mkubwa ungezalisha vipande karibu na obiti ya Titan. Hapo ndipo Hyperion ingekuwa imeundwa."

Paneli za vielelezo kutoka kwa utafiti zinaonyesha matokeo ya uigaji, pamoja na hali ambapo "proto-Hyperion iligongana na Titan, na obiti ya mwisho ya Iapetus inafanana na ya sasa." Taswira hizi zinaelezea mlingano wa mwendo wa wastani (MMR) kati ya Titan na proto-Hyperion, na Titan na Iapetus, pamoja na mageuzi ya semimajor axis ya Titan. Paneli za kati na za chini pia huchora vipimo vya mzunguko na mwelekeo wa miezi mitatu kuelekea ikweta ya Saturn, zikionyesha dansi tata ya obiti iliyotabiriwa na modeli.

Uigaji unapendekeza kwamba wakati mlingano wa mzunguko wa Saturn na sayari zingine ulipovurugika, ulisababisha malezi ya Hyperion. Watafiti wanapendekeza kwamba mwezi huu wa ziada, uliopewa jina la "proto-Hyperion," ulikuwa mwezi wa nje wa ukubwa wa kati. Usumbufu wa mlingano wa mzunguko wa Saturn ulifanya proto-Hyperion kuwa hauna utulivu, na kusababisha mgongano wake na proto-Titan kama miaka 400 milioni iliyopita. Vipande kutoka kwa mgongano huu mkubwa vinadhaniwa kuwa vimeongezeka kwenye Hyperion, na kuchangia umbo lake la kipekee. Zaidi ya hayo, vikwazo vya uvutano vya proto-Hyperion kabla ya mgongano vinaweza kueleza mwelekeo wa obiti wa Iapetus na pia kuongeza vipimo vya obiti vya Titan. Hii ilizindua safu ya matukio: mwingiliano wa mlingano wa Titan na miezi ya ndani kama "Proto-Dione" na "Proto-Rhea" ulisababisha kutokuwa na utulivu, migongano zaidi, na mwishowe kuongezeka tena kwa miezi ya ndani ya Saturn na, muhimu zaidi, pete zake. Wakati vipande vingi viliungana kuwa miezi, sehemu ndogo iliunda pete za kuvutia.

Mchanganyiko uliopendekezwa wa proto-Titan na proto-Hyperion pia unatoa ufafanuzi kwa ukosefu wa jamaa wa vishimo vya migongano kwenye uso wa Titan. Licha ya asili ya kale ya Titan, uso wake unaweza kuwa umefanywa upya kwa ufanisi au ni mchanga sana, kwa maana ya kijiolojia, ili kukusanya idadi kubwa ya vishimo vya migongano tangu mgongano wa janga hilo.

Picha kutoka kwa uchunguzi wa Huygens wa ESA, zilizochukuliwa wakati wa kushuka kwake kwenye Titan, zinaonyesha mandhari ambayo haina vishimo vya migongano vinavyoonekana, ikisaidia wazo la mwezi wenye shughuli za kijiolojia au uliofanywa upya hivi karibuni. Ingawa uthibitisho wa moja kwa moja wa matukio yaliyotokea mamia ya mamilioni ya miaka iliyopita bado ni changamoto, modeli ya watafiti hutoa simulizi inayoendana na ya kuvutia ambayo inaelezea kwa ustadi hali ya sasa ya mfumo wa Saturni wenye nguvu.

Shirika la Habari la Ekhbary