کیا زحل کا ایک چاند ٹائٹن کی برف سے بنا؟
زحل کے نظام میں دو عجیب باتیں ہیں۔ آئیپیٹس، اس کے بڑے چاندوں میں سے ایک، غیر معمولی طور پر برف سے بھرپور ہے: بیرونی نظامِ شمسی کے بڑے برفیلے اجسام — کوآؤر، پلوٹو، ٹرائٹن — کے مقابلے میں اس میں چٹان سے کہیں زیادہ پانی ہے۔ کوآؤر آئیپیٹس سے چھوٹا ہے، پھر بھی کہیں زیادہ گھنا ہے۔ اور ٹائٹن، زحل کا عظیم چاند، ایک ایسے مدار پر چلتا ہے جو توقع سے زیادہ کھنچا ہوا ہے (آج اس کی بیضویت 0.029 ہے)۔
ٹائٹن زحل سے تقریباً 12 لاکھ کلومیٹر کے فاصلے پر گردش کرتا ہے؛ آئیپیٹس تقریباً 36 لاکھ پر۔
ایک ٹکراؤ، دو معمے؟
سان ہوزے اسٹیٹ یونیورسٹی کے اگناسیو موسکیرا ایک ایسے خیال کو آزماتے ہیں جو انہوں نے 2005 میں پی۔ آر۔ ایسٹراڈا کے ساتھ پیش کیا تھا: ٹائٹن پر ایک عظیم ٹکراؤ۔ یہ ضرب ٹائٹن کے بیرونی مینٹل سے برف کو زحل کے گرد دور دراز مداروں میں اچھال دیتی، جہاں وہ اکٹھی ہو کر آئیپیٹس بن سکتی تھی۔ اسی ضرب سے ٹائٹن کا مدار کھنچ جاتا۔
یہ منظرنامہ “ٹکرا کر بھاگ جانے” (hit-and-run) والے ٹکراؤ سے ماخوذ ہے، جن سے پہلے ہی عطارد کے غیر معمولی بڑے آہنی مرکزے کی وضاحت کی جاتی ہے: ٹکرانے والے جسم کا چٹانی مرکزہ آگے نکل جاتا ہے، جبکہ مینٹلوں سے اتری ہوئی برف پیچھے رہ جاتی ہے۔
نقول کیا دکھاتی ہیں
اس مطالعے میں زحل کی کششِ ثقل سمیت سہ جہتی ٹکراؤ کی نقول (لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری کے Spheral کوڈ کے ساتھ) استعمال کی گئیں، پھر ملبے کا دنوں، برسوں اور 50 سال تک پیچھا کیا گیا۔ دونوں اجسام کا ایک چٹانی مرکزہ اور برفیلا مینٹل ہے۔
منظرنامہ 1 — زحل کے نظام کے باہر سے آنے والا جسم۔ ٹائٹن کی کمیت کے دسویں حصے کا ایک جسم 10 کلومیٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے ترچھا ٹکراتا ہے۔
- پانچ دن بعد آئیپیٹس کی کمیت کے تقریباً 3.5 گنا ملبہ زحل سے بندھا رہتا ہے، جس کا 83 % برف ہے۔
- اس برف کا 95 % ٹائٹن کے مینٹل سے آتا ہے۔
- برف کا ایک نمونہ ایسے مدار پر چلتا ہے جو آئیپیٹس کے فاصلے سے آگے تک پہنچتا ہے۔
- ٹکرانے والے جسم کا چٹانی مرکزہ ہمیشہ کے لیے زحل سے فرار ہو جاتا ہے۔
- ٹائٹن کے مدار کی بیضویت اچھل کر تقریباً 0.13 ہو جاتی ہے۔
منظرنامہ 2 — پہلے سے زحل کے گرد گردش کرنے والا ایک ساتھی۔ ٹائٹن کی کمیت کے چوتھائی حصے کا ایک جسم 45° پر تقریباً 3.7 کلومیٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے ٹکراتا ہے۔
- یہ آئیپیٹس کی کمیت کے 0.60 گنا برف آزاد کرتا ہے۔
- اس کا چٹانی مرکزہ ٹائٹن کے پاس سے اچٹ کر گزر جاتا ہے، پھر — ایک دوڑ (run) میں — 6.9 سال بعد واپس آ کر ٹائٹن سے ٹکرا جاتا ہے۔ ضم ہونے کے بعد ٹائٹن کی بیضویت تقریباً 0.10 ہوگی۔
حدود، مصنف کی زبانی
یہ کم ریزولوشن والی “ابتدائی” (pilot) نقول ہیں — آئیپیٹس کی کمیت فی صرف تقریباً 27 ذرات۔ یہ ٹکڑوں کے سائز واضح نہیں کرتیں اور ان کا ہم آہنگ (converge) ہونا ثابت نہیں؛ واپسی کی تاریخیں عددی ترتیبات کے لیے حساس ہیں۔
سب سے بڑھ کر، نقول میں آئیپیٹس نہیں بنتا۔ برف انتہائی لمبوترے مداروں میں جا پہنچتی ہے جو اب بھی ٹائٹن کے راستے کو کاٹتے ہیں۔ آئیپیٹس کے فاصلے پر ایک دائروی مدار میں ٹھہرنے کے لیے اسے 67 سے 86 % زیادہ زاویائی معیارِ حرکت (angular momentum) درکار ہوگا — جو باقی ماندہ گیس یا ملبے کی ایک قرص مداروں کو سست اور گول کر کے فراہم کر سکتی ہے۔ یہ قدم ماڈل نہیں کیا گیا۔ ٹائٹن کی موجودہ بیضویت بھی نقل شدہ قدروں سے کم ہے، اس لیے بعد میں اس کا گھٹنا بھی درکار ہوگا۔
کیا ثابت ہوتا ہے، کیا ابھی دکھانا باقی ہے
منظرنامے کا پہلا قدم ثابت ہوتا ہے: ایک ٹکراؤ آئیپیٹس کی کئی کمیتوں کے برابر برف کا ذخیرہ پیدا کر سکتا ہے، جو زیادہ تر ٹائٹن سے نوچی گئی ہو، اور ساتھ ہی ٹائٹن کا مدار کھینچ سکتا ہے۔ باقی — آئیپیٹس کو جوڑنا اور اس کے مدار کو دائروی بنانا — ابھی ثابت ہونا باقی ہے۔ مصنف یہ بھی تجویز کرتے ہیں کہ گیس کی ایک باقی ماندہ قرص زحل کے نظام کی دوسری خصوصیات، جیسے اس کے برفیلے اندرونی چاندوں اور حلقوں، کی بھی وضاحت کر سکتی ہے؛ یہ خیالات ہیں، نتائج نہیں۔