Jüpiter’in Halkaları Neden Bu Kadar İnce? – Gökyüzü ve Teleskop

James Webb Uzay Teleskobu’nun kızılötesi görüntüsü Jüpiter’in ince halkasını açıkça ortaya koyuyor. (Soldan sağa doğru Thebe, Europa, Metis ve Adrastea uyduları da görülebilir.)
NASA / ESA / CSA / Judy Schmidt

Doğa, güneş sistemindeki en büyük gezegene anemik bir halka seti verdi. Satürn’ün halkaları, teleskopun icadından bu yana güneş sisteminin ihtişamlarından biri olarak işaretlendi, ancak Voyager 1 uzay aracı 5 Mart 1979’da uçana kadar Jüpiter’in çok daha küçük bir setine sahip olduğunu kimse fark etmedi bile.

Jüpiter’in kütlesinin üçte birine sahip olan Satürn’ün halkaları neden daha büyük, daha büyük gezegenin etrafındaki zayıf halkaları gölgede bıraksın?

halkaların aylara karşı pozisyonları
Bu diyagram sırasıyla Jüpiter ve Satürn’den uyduların göreceli boyutlarını ve uzaklıklarını göstermektedir. Kırmızı kesikli çizgiler, içinde gelgit yerçekimi kuvvetlerinin uyduların çok yakına sürüklenenleri oluşturmasını veya parçalamasını engellediği gezegenlerin Roche sınırlarını işaretler.
Kane ve Li 2022

Cevabın en azından bir kısmı, Jüpiter’in en içteki üç uydusunun araya girmesi olabilir. Galilean uydularının bir bilgisayar modeli, Io, Europa ve Ganymede’yi 4:2:1 yörüngesel kilit adımında tutan aynı yerçekimi rezonansının, halka oluşturabilecek tozun ekvator yörüngelerini de boşalttığını gösteriyor.

Stephen Kane (Kaliforniya Üniversitesi, Riverside) “Satürn’ün neden bu muhteşem halkalara sahip olduğunu hep merak etmişimdir” diyor. Jüpiter’in halkalarının neden ölçülemediğini bulmak için, o ve öğrencisi Zhexing Li (ayrıca UCR’de), Jüpiter’in dört Galile uydusunun gezegenin etrafındaki kalın bir toz halkası üzerinde ne gibi etkileri olacağını görmek için bir bilgisayar modeli geliştirdiler.

Halkalar dinamiktir ve belirli bir zamanda şekilleri ve boyutları yörüngelerinde döndükleri gezegenin kütlesine ve yörüngesindeki ayların geçmişine bağlıdır. denilen bir noktanın içinde Roche sınırı, gezegenin yerçekimi hakimdir ve uyduların çok yakına sürüklenen uyduları oluşturmasını ve parçalamasını engeller; bunun yerine halkalar oluşur. Satürn’ün en parlak halkaları, Jüpiter’in halkalarının çoğu gibi Roche sınırı içindedir.

Ancak halkalar, hem Satürn hem de Jüpiter’in çevresinde olduğu gibi, Roche sınırının dışında da oluşabilir. Kane’in ekibi, ayların yerçekimsel çekimlerinin burada rol oynadığını iddia ediyor.

Jüpiter’in en içteki üç büyük uydusu olan Io, Europa ve Ganymede’nin yörüngeleri güçlü bir periyodik rezonansta kilitlenmiştir: Io, Jüpiter’in yörüngesinde dört kez ve Ganymede gezegenin çevresinde her döndüğünde Europa yörüngesinde iki kez döner. (En dıştaki Galile uydusu Callisto, farklı bir rezonansa yakalandı: Gelgitle kilitlendi, böylece yörüngede dönerken her zaman Jüpiter’e aynı tarafa bakacak şekilde, tıpkı Dünya’nın Ay’ının her zaman gezegenimize baktığı gibi.)

Kane’in bilgisayar modeli, iç aylar arasındaki rezonansın, Jüpiter’in Roche sınırındaki herhangi bir tozu, bir milyon yıl içinde gezegenin bulut tepelerinden 28 Jüpiter yarıçapına kadar temizleyeceğini gösterdi. Bu bölgede yalnızca birkaç lüle kalacaktı, bazıları Ganymede ve Callisto’nun yörüngeleri arasında ve bazıları Callisto’nun yörüngesine yakın. Kane ve Li, modellerini 10 milyon yıla çıkardıklarında, iç bukleler de ortadan kayboldu.

Ekibin raporuna göre, Ganymede ve Callisto ile yörünge rezonansları on milyonlarca yıl içinde 29 Jüpiter yarıçapını (Callisto’nun yörüngesini epeyce geçmiş) geçen materyali temizleyecektir. Gezegen Bilimi Dergisi.

Jüpiter, Satürn'ünki gibi halkaları olsaydı
Bu sanatçının anlayışı, eğer halkaları Satürn’ünki kadar geniş olsaydı Jüpiter’in nasıl görüneceğini gösteriyor. Jüpiter’in böyle halkaları olsaydı, uzun sürmezlerdi.
Stephen Kane / UCR

Kane, uyduların Roche limiti içinde çok az etkisi olduğunu not etse de, Jüpiter’in modelde dikkate alınmayan manyetik alanı, malzemelerin orada toplanmasını engelleyebilir.

Başka bir karşılaştırma noktası olarak Kane, Uranüs’ü incelemek istiyor. Hiçbir yerde Satürn’ünki kadar parlak olmasa da, halkaları dev gezegenler arasında gözlemlenen ikinci halkaydı ve uzak yıldızları gizleyecek kadar kalınlar. Gözlemciler bu örtüleri halkaları ölçmek için kullanabilirler.

“anlamıyoruz [Uranus’s] dinamik tarih,” diye belirtiyor Kane; bunun nedeni, ekvatoru yörüngesine dik olan yana doğru eğilmiş olması, belki de uzun zaman önce büyük bir çarpışma nedeniyle. Yine de, Uranüs’ün uydularını ve halkalarını incelemek, teorilerini test etmeye yardımcı olabilir. daha kesin bir test sunar, ancak yalnızca en yakın potansiyel hedefler dışındaki herkes için mevcut teknolojinin ötesinde olan doğrudan görüntüleme ile.


Reklamcılık

Leave a Reply

Your email address will not be published.