शनि के छल्ले लगभग 100 मिलियन वर्ष पुराने हैं, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि वे हाल ही में कैसे बने होंगे। बेल्ट वाला विशालकाय विमान के सापेक्ष 26.7 डिग्री के कोण पर घूमता है जिसमें वह सूर्य की परिक्रमा करता है।
जबसे शनि का झुकाव कताई शीर्ष की तरह, नेप्च्यून की कक्षा के लगभग समान दर पर, खगोलविदों ने लंबे समय से अनुमान लगाया है कि यह झुकाव अपने पड़ोसी के साथ गुरुत्वाकर्षण बातचीत के परिणामस्वरूप होता है वरूण.
जबकि दो ग्रह एक बार सिंक में रहे होंगे, खगोलविद एमआईटी और अन्य विश्वविद्यालयों ने पाया है कि शनि ग्रह तब से नेप्च्यून के खिंचाव से बच गया है।
ग्रहों के इस संरेखण का क्या कारण है?
टीम एक नई परिकल्पना के साथ आती है। उन्होंने प्रस्तावित किया कि शनि प्रणाली में पहले क्रिसलिस नामक एक अतिरिक्त चंद्रमा था। साथ में अन्य चंद्रमा, क्रिसलिस ने कई अरब वर्षों तक शनि की परिक्रमा की, ग्रह पर इस तरह से खींचा और खींचा कि नेपच्यून के साथ प्रतिध्वनि में इसका झुकाव, या "तिरछापन" बना रहा।
हालांकि, माना जाता है कि क्रिसलिस लगभग 160 मिलियन वर्ष पहले अस्थिर हो गया था और एक चराई मुठभेड़ में अपने ग्रह के बहुत करीब आ गया, जिसने उपग्रह को अलग कर दिया। चंद्रमा का नुकसान शनि को नेपच्यून के खिंचाव से मुक्त करने और इसे वर्तमान समय का झुकाव देने के लिए पर्याप्त था। इसके अलावा, क्रिसलिस के टुकड़ों का एक अंश कक्षा में निलंबित रह सकता था, अंततः ग्रह के हस्ताक्षर के छल्ले बनाने के लिए छोटे बर्फीले टुकड़ों में टूट गया।
खगोलविदों का सुझाव है कि यह लापता चंद्रमा दो लंबे समय से चले आ रहे रहस्यों की व्याख्या कर सकता है: शनि का वर्तमान झुकाव और उसके छल्ले की उम्र, जो लगभग 100 मिलियन वर्ष पुराने होने का अनुमान लगाया गया था - ग्रह से बहुत छोटा।
एमआईटी में ग्रह विज्ञान के प्रोफेसर और नए अध्ययन के प्रमुख लेखक जैक विजडम ने कहा, "एक तितली के क्रिसलिस की तरह, यह उपग्रह लंबे समय से निष्क्रिय था और अचानक सक्रिय हो गया, और छल्ले उभर आए।"
2000 के दशक की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया कि शनि के गुरुत्वाकर्षण प्रतिध्वनि या नेपच्यून के साथ संबंध के कारण एक झुकी हुई धुरी थी। हालांकि, 2004 से 2017 तक शनि की परिक्रमा करने वाले नासा के अंतरिक्ष यान कैसिनी ने ऐसी खोज की, जिसने समस्या को एक नया कोण दिया। टाइटन, शनि का सबसे बड़ा उपग्रह, प्रति वर्ष लगभग 11 सेंटीमीटर की दर से शनि से पलायन करते हुए पाया गया, जो अनुमान से अधिक तेज़ था। इस तेजी से प्रवास और इसके गुरुत्वाकर्षण खिंचाव ने वैज्ञानिकों को यह निष्कर्ष निकालने में सक्षम बनाया कि चंद्रमा नेपच्यून के साथ शनि को प्रतिध्वनित करने और रखने के लिए संभवतः जिम्मेदार था।
एमआईटी में ग्रह विज्ञान के प्रोफेसर और नए अध्ययन के प्रमुख लेखक जैक विजडम ने कहा, "समस्या पर प्रगति करने के लिए, हमें शनि की जड़ता का क्षण निर्धारित करना था।"
इस नए अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने अपने "ग्रैंड फिनाले" मिशन के एक चरण में कैसिनी द्वारा ली गई कुछ अंतिम टिप्पणियों का उपयोग करके शनि की जड़ता के क्षण को कम करने के लिए देखा, जिसके दौरान अंतरिक्ष यान ने गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को ठीक से मैप करने के लिए एक अत्यंत करीबी दृष्टिकोण बनाया। पूरे ग्रह के चारों ओर। ग्रह पर द्रव्यमान के वितरण को निर्धारित करने के लिए गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का उपयोग किया जा सकता है।
उन्होंने शनि के इंटीरियर का मॉडल तैयार किया और एक बड़े पैमाने पर वितरण की पहचान की जो कि कैसिनी द्वारा देखे गए गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से मेल खाता था। हैरानी की बात यह है कि जड़ता के इस नए पहचाने गए क्षण ने शनि को नेपच्यून के साथ प्रतिध्वनि के करीब लेकिन उसके ठीक बाहर रखा। ग्रह एक बार सिंक में हो सकते हैं लेकिन अब नहीं हैं।
उन्होंने की कक्षीय गतिशीलता को विकसित करने के लिए सिमुलेशन प्रदर्शन करके शुरुआत की शनि और उसके चंद्रमा समय में पिछड़ा। वे यह निर्धारित करना चाहते थे कि क्या मौजूदा उपग्रहों में से कोई भी प्राकृतिक अस्थिरता ग्रह के झुकाव को प्रभावित कर सकती है। यह खोज खाली निकली।
यह बेहतर ढंग से समझने के लिए कि किसी ग्रह की घूर्णन की धुरी समय के साथ कैसे बदलती है, जिसे पूर्वसर्ग के रूप में जाना जाता है, वैज्ञानिकों ने इसका वर्णन करने वाले गणितीय समीकरणों की पुन: जांच की। इस समीकरण के एक पद में सभी उपग्रहों का योगदान है। टीम ने तर्क दिया कि यदि इस राशि में से एक उपग्रह को हटा दिया जाता है, तो यह ग्रह की पूर्वता को प्रभावित कर सकता है।
सिमुलेशन चलाकर, वैज्ञानिकों ने क्रिसलिस के गुणों को निर्धारित किया, जिसमें इसके द्रव्यमान और कक्षीय त्रिज्या, और कक्षीय गतिशीलता शामिल है जो शनि को अनुनाद से बाहर निकालने के लिए आवश्यक होगी। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि शनि और नेपच्यून के बीच प्रतिध्वनि ने ग्रह के वर्तमान झुकाव का कारण बना, और उपग्रह क्रिसलिस के नुकसान, लगभग शनि के तीसरे सबसे बड़े चंद्रमा इपेटस के आकार ने शनि को प्रतिध्वनि से बचने की अनुमति दी।
वैज्ञानिकों ने नोट किया, "200 और 100 मिलियन वर्ष पहले, क्रिसलिस ने एक अराजक कक्षीय क्षेत्र में प्रवेश किया, इपेटस और टाइटन के साथ कई करीबी मुठभेड़ों का अनुभव किया, और अंततः शनि के बहुत करीब आ गया, एक चराई मुठभेड़ में जिसने उपग्रह को बिट्स में फटकारा, एक छोटा सा अंश छोड़कर ग्रह को एक मलबे-बिखरे हुए वलय के रूप में घेरें। ”
"क्रिसालिस का नुकसान शनि की पूर्वता, और इसके वर्तमान झुकाव, साथ ही इसके छल्ले के देर से बनने की व्याख्या करता है।"
ज्ञान कहा, "यह एक बहुत अच्छी कहानी है, लेकिन किसी भी अन्य परिणाम की तरह, इसे दूसरों द्वारा जांचना होगा। लेकिन ऐसा लगता है कि यह खोया हुआ उपग्रह सिर्फ एक क्रिसलिस था, जो अपनी अस्थिरता की प्रतीक्षा कर रहा था। ”
जर्नल संदर्भ:
- जैक विजडम एट अल। एक उपग्रह की हानि शनि के तिरछेपन और युवा छल्लों की व्याख्या कर सकती है। विज्ञान। DOI: 10.1126/विज्ञान.abn1234
