تحليل جديد لبيانات مركبة كاسيني يكشف أن جزيئات من حلقات زحل تمتد مئات الآلاف من الكيلومترات فوق وتحت الكوكب، مشكلة خاتم غباري عملاق. يقترح العلماء أن اصطدامات الميكروميتيوريتات تبخر مواد الحلقات، دافعة إياها إلى هذه الارتفاعات. هذا الاكتشاف يتحدى الآراء السابقة للحلقات كأقراص رقيقة فقط.
حلقات زحل الأيقونية، المشهورة بمظهرها المسطح والواسع، تحتوي على هيكل أكثر تعقيداً مما كان مفهوماً سابقاً. بيانات من بعثة كاسيني التابعة لناسا، التي تم جمعها خلال 20 مداراً أخيراً في عام 2017، تشير إلى أن جزيئات صخرية صغيرة من الحلقات تصل إلى ارتفاعات بعيدة جداً عن القرص الرئيسي. مسارات المركبة الحادة، التي بدأت حتى ثلاث مرات نصف قطر زحل فوق الكوكب واجتاحت تحته، سمحت بقياسات غير مسبوقة.
كشف محلل الغبار الكوني في كاسيني عن مئات هذه الجزيئات بالقرب من ذروة المسار، بتركيب كيميائي يطابق حبوب الحلقة الرئيسية المنخفضة الحديد. "إنه نوع طيفي مميز حقاً لا نراه في أي مكان آخر في النظام الزحلي"، شرح فرانك بوستبيرغ من جامعة برلين الحرة، المؤلف الرئيسي للدراسة. لاحظ بوستبيرغ الدهشة من العثور على مثل هذه الجزيئات على بعد أكثر من 100.000 كيلومتر من مستوى الحلقات: "هناك الكثير من المواد بالقرب من مستوى الحلقات، لكن لا يزال من المثير للدهشة أن نرى هذه الجزيئات من الحلقات بهذا الارتفاع، فوق وتحت مستوى الحلقات".
تمتد الحلقات الرئيسية عشرات الآلاف من الكيلومترات إلى الخارج لكنها سميكة رأسياً بحوالي 10 أمتار فقط، مما يخلق منظراً مذهلاً من الأرض. توجد اختلافات، مثل حلقة E الأكثر انتفاخاً المؤثرة بخرج الجليد من إنسيلادوس. للوصول إلى هذه المسافات، تحتاج الجزيئات إلى سرعات تفوق 25 كيلومتراً في الثانية للتغلب على جاذبية زحل ومجالاته المغناطيسية.
يقترح الباحثون أن تصادمات الميكروميتيوريتات تبخر صخور الحلقات، مولدة رماداً عالي السرعة يتكثف لاحقاً إلى غبار. هذا يتوافق مع النتائج الحديثة التي تشير إلى أن الحلقات أقدم مما كان يُعتقد. فرانك سبان من جامعة بوتسدام، غير مشارك في الدراسة، وصف الغبار البعيد بأنه مفاجئ نظراً لحجم الجزيئات الصغير وطبيعتها اللزجة، التي تؤدي إلى تصادمات ناعمة.
يقترح بوستبيرغ أن هذه الآلية قد تنطبق عالمياً على الحلقات الجليدية في كواكب مثل أورانوس، مما يخلق هالات غبارية مشابهة في أماكن أخرى من النظام الشمسي. النتائج تظهر في مجلة علوم الكواكب.
