چرا مشتری حلقه‌های ضخیم ندارد؟

حلقه‌های اطراف سیاره برای سیارات بزرگ کاملاً مرسوم هستند. در منظومه‌ی شمسی این موضوع تا حدودی رعایت شده است. با این حال، نحوه‌ی شکل‌گیری و پایداری این حلقه‌ها موضوعی است که حل نشده باقی مانده است. سیاره‌ی مشتری به‌عنوان بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی نیز حلقه‌های خیلی کوچکی در اطراف خود دارد.

در واقع یکی از خصوصیات منحصربه‌فرد سیارات عظیم در منظومه‌ی شمسی این است که اطراف خود حلقه‌هایی از اجرام آسمانی ریز و درشت دارند. سیستم حلقه‌های اطراف زحل، مشتری، اورانوس و نپتون تا کنون به خوبی مطالعه شده‌اند. بیشتر از همه‌ی این سیاره‌ها، حلقه‌های عظیم اطراف زحل تا کنون به وفور از نظر شکل‌گیری و دینامیک مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.

در مورد منشاء و تکامل حلقه‌های بسیار کوچک اطراف مشتری تئوری‌های متعددی وجود دارد. برخی از آن‌ها اینگونه بیان می‌کنند که زباله‌های فضایی ناشی از ماهواره‌های خارج شده از مدار مشتری و موادی که از ماهواره‌ی گالیله به فضای بیرونی پرتاب شده‌اند، می‌توانند شکل‌دهنده‌ی حلقه‌ی اطراف مشتری باشند. برخی از تئوری‌ها نیز شکل‌گیری این حلقه‌ها را مرتبط به قمرهای مشتری می‌دانند. برخی از نظریه‌ها نیز اثر کشندی وارد شده بر اجرام موجود در کمربند کوئیپر را منشاء تشکیل حلقه‌های اطراف مشتری می‌دانند.

اگر مشتری نیز حلقه‌های مشابه زحل داشت، برای ما بسیار زیباتر و روشن‌تر از حلقه‌های زحل به نظر می‌رسید زیرا مشتری نسبت به زحل به ما نزدیک‌تر است. این تئوری همیشه وجود داشته است که مشتری نیز زمانی حلقه‌های مشابه زحل داشته و سپس آن‌را از دست داده است، زیرا ساختار حلقه‌های اطراف سیارات به نحوی است که امکان از بین رفتن آن‌ها وجود دارد. برای بررسی صحت این نظریه، دانشمندان دانشگاه ریورساید کالیفرنیا یک مدل دینامیک کامپیوتری توسعه دادند و در آن مدارات قمرهای مشتری را نیز در نظر گرفتند.

حلقه‌های اطراف زحل عموماً از یخ ساخته شده‌اند و برخی از محتویات آن‌ها نیز سیارک‌هایی هستند که خودشان تا حدود زیادی از یخ ساخته شده‌اند. دانشمندان این نظریه را مطرح کرده‌اند که اگر قمرهای اطراف سیاره به اندازه‌ی کافی بزرگ باشند، می‌توانند در نهایت اجرام موجود در حلقه‌های سیاره را منحرف کرده و از مدار خارج کنند.

دانشمندان این نتیجه‌گیری نهایی را کرده‌اند که قمرهای مشتری که یکی از آن‌ها بزرگ‌ترین قمر موجود در منظومه‌ی شمسی است، می‌توانند به سرعت حلقه‌های بزرگ اطراف سیاره را از بین ببرند. به طور کل، سیاره‌هایی که بسیار عظیم‌الجثه هستند، قمرهای بسیار بزرگی نیز دارند که این قمرها می‌توانند از شکل‌گیری حلقه‌های عظیم در اطراف سیاره جلوگیری کنند.

نتایج این مطالعه در مجله‌ی Planetary Science Journal منتشر شده است.