زحل

عملاق خفيف عاصف

زحل سادس الكواكب بعدًا عن الشمس وثاني أكبرها بعد المشتري. وهو مثل المشتري عملاق غازي يتكون أساسًا من الهيدروجين والهيليوم، بلا سطح صلب.

يبلغ متوسط كثافته نحو 70 بالمئة من كثافة الماء. وهذا يجعل زحل الكوكب الوحيد الأقل كثافة من الماء، فلو وُجد حوض استحمام كبير بما يكفي لطفا فيه. ويدور الكوكب بسرعة أيضًا، وهو مفلطح على نحو ملحوظ: فعرضه عند خط الاستواء يزيد بنحو 10 بالمئة على المسافة بين قطبيه.

أحزمة زحل أنعم وأبهت من أحزمة المشتري لأن طبقة من الضباب تعلوها. وتحتها قد تتجاوز سرعة الرياح قرب خط الاستواء 1,600 كم/س.

الحلقات

تمتد حلقات زحل الرئيسية نحو 282,000 كم من حافة إلى حافة، ومع ذلك لا يزيد سمكها على نحو 1 كم، وهي أرق من ذلك بكثير في أماكن عديدة. وبالنسبة إلى عرضها فهي أرق بكثير من ورقة.

تتكون من مليارات القطع من جليد الماء الممزوج بقليل من الصخور والغبار. وتتراوح القطع من حبيبات أصغر من الرمل إلى كتل بحجم منزل، تدور كل واحدة منها حول زحل كقمر صغير.

وما زال عمر الحلقات موضع نقاش. فقد أشارت قياسات مركبة كاسيني إلى حلقات حديثة نسبيًا، ربما عمرها بضع مئات الملايين من السنين، بينما ترى دراسات أخرى أنها قد تكون بقدم الكوكب نفسه.

حلقات تختفي

يميل زحل بنحو 27 درجة، لذا نرى حلقاته من زوايا متغيرة وهو يدور حول الشمس. ومرتين في كل مدار مدته 29.4 سنة تعبر الأرض مستوى الحلقات فنراها من حافتها تمامًا.

حدث ذلك آخر مرة في 23 مارس 2025، والعبور التالي عام 2038. ولأن الحلقات رقيقة جدًا، فقد كادت تختفي عن الأنظار في المقاريب الصغيرة لفترة، فبدا زحل كرة بسيطة يعبرها خط رفيع.

ومنذ ذلك الحين تنفتح الحلقات ببطء من جديد. وتتكرر رؤية الحافة كل نحو 13 إلى 15 سنة، وتنفتح الحلقات بينها إلى أقصى ميل لها. فعلى مدى نحو 15 سنة تنتقل الحلقات من الانغلاق إلى الانفتاح الكامل ثم تعود.

الشكل السداسي

حول القطب الشمالي لزحل نمط سحابي سداسي الأضلاع عرضه نحو 32,000 كم، أي أكثر من ضعف عرض الأرض. وهو تيار نفاث، أي حزام سريع من الرياح، يسير على شكل سداسي شبه تام.

رصدته فوييجر أول مرة في أوائل الثمانينيات، وشاهدته كاسيني يتغير لونه من مائل إلى الزرقة إلى ذهبي على مدى عدة سنوات مع تبدل الفصول. وفي مركزه عاصفة دوامية كبيرة فوق القطب مباشرة.

يرى العلماء أن الشكل السداسي يتكون لأن رياحًا بسرعات مختلفة تلتقي فتصنع نمطًا موجيًا مستقرًا. وقد أنتجت تجارب مخبرية على سوائل دوّارة أشكالًا مماثلة متعددة الأضلاع.

تيتان وإنسيلادوس

لزحل 285 قمرًا معروفًا حتى 2026، أكثر من أي كوكب آخر. معظمها صغير غير منتظم، لكن اثنين منها يبرزان.

تيتان، أكبرها، أكبر من عطارد وله غلاف جوي كثيف ضبابي معظمه من النيتروجين. وهو بارد إلى حد أن الميثان والإيثان يتصرفان فيه كما يتصرف الماء على الأرض، فيهطلان مطرًا ويملآن الأنهار والبحيرات والبحار. وفي 14 يناير 2005 هبط مسبار هويغنز التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بالمظلة على سطحه، وهو أبعد هبوط أُنجز على الإطلاق.

وتخطط مهمة دراغون فلاي التابعة لناسا لإرسال طائرة مسيّرة تعمل بالطاقة النووية لتطير بين مواقع على تيتان. ومن المقرر إطلاقها في يوليو 2028 ووصولها إلى تيتان عام 2034.

أما إنسيلادوس فلا يتجاوز عرضه نحو 500 كم، لكنه من أكثر الأماكن إثارة في المجموعة الشمسية. فنوافير قرب قطبه الجنوبي ترش بخار الماء وحبيبات الجليد في الفضاء من محيط مخفي تحت الجليد، وقد حلّقت كاسيني عبرها فوجدت أملاحًا وجزيئات عضوية وهيدروجين، وهو مؤشر على ينابيع حارة في قاع المحيط.

كاسيني والخاتمة الكبرى

نفّذت بايونير 11 أول تحليق عام 1979، ثم تبعتها فوييجر 1 و2 عامي 1980 و1981. وجاءت القفزة الكبرى مع كاسيني، المهمة المشتركة بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وإيطاليا، التي أُطلقت عام 1997 ووصلت إلى زحل في يوليو 2004 حاملة مسبار هويغنز.

أمضت كاسيني 13 عامًا في المدار تدرس الحلقات والشكل السداسي وبحيرات تيتان ونوافير إنسيلادوس. ومع نفاد وقودها أرسلها المتحكمون في 22 مدارًا أسبوعيًا عبر الفجوة بين الكوكب وحلقاته، في مرحلة سُميت الخاتمة الكبرى.

وفي 15 سبتمبر 2017 غاصت كاسيني عمدًا في الغلاف الجوي لزحل. وكان ذلك لمنعها من الارتطام يومًا بأقمار قد تكون صالحة للحياة وربما تلويثها.

كيف ترى زحل

يبدو زحل للعين المجردة كنجم ثابت الضوء أصفر باهت. وهو ليس بسطوع المشتري، لكن من السهل العثور عليه إن عرفت أين تنظر، وأفضل مواضعه حول التقابل الذي يحدث كل نحو 54 أسبوعًا.

يُظهر المنظار أن زحل يبدو بيضويًا قليلًا، لكنه عادة لا يكشف الحلقات بوضوح. أما المقراب الصغير بتكبير نحو 25 مرة أو أكثر فيُظهر الحلقات شكلًا منفصلًا حول الكوكب، وهو مشهد يدهش كثيرين ممن يرصدونه أول مرة.

ومع تكبير أكبر قد تلمح تيتان نقطة ضوئية قريبة، وظل الكوكب على الحلقات، وفي الليالي الجيدة فاصل كاسيني الداكن بين الحلقتين الأسطع. ولأن الحلقات لا تزال قريبة من وضع الحافة بعد 2025، فستبدو ضيقة في السنوات القليلة القادمة وتتسع تدريجيًا نحو أقصى ميل تالٍ لها.