ناسا تعثر على تفاصيل كيميائية مفاجئة في القمر “شارون”
تاريخ النشر: 7th, October 2024 GMT
يمن مونيتور/قسم الأخبار
اكتشف علماء الفلك، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، ثاني أكسيد الكربون وبيروكسيد الهيدروجين على السطح المتجمد لأكبر أقمار بلوتو، “شارون”.
ويمكن لاكتشاف هذه الجزيئات أن توضح للعلماء كيف وُلِد “شارون” وغيره من الأجسام الجليدية على حافة النظام الشمسي.
ومنذ اكتشافه في عام 1978، تمت دراسة “شارون” على نطاق واسع – لكن الأبحاث السابقة كانت محدودة من حيث أطوال الموجات الضوئية التي يمكن استكشافها خلال هذه التحليلات.
ونتيجة لذلك، على الرغم من اكتشاف العلماء للجليد المائي والأنواع الحاملة للأمونيا والمركبات العضوية على “شارون”، إلا أن ثاني أكسيد الكربون وبيروكسيد الهيدروجين أفلتا من الاكتشاف حتى الآن.
وقام الفريق، بقيادة سيلفيا بروتوبابا من معهد أبحاث الجنوب الغربي (SwRI)، بملء هذه الفجوات من خلال دراسة “شارون” باستخدام أداة مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) التابعة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
وقالت بروتوبابا: “أظهر بحثنا أن سطح شارون يحتفظ بأدلة على تكوينه من خلال وجود ثاني أكسيد الكربون، فضلا عن علامات عمليات الإشعاع، التي يشير إليها وجود بيروكسيد الهيدروجين. وتعمل هذه الاكتشافات على توسيع مخزون شارون التكويني المعروف، والذي يشمل الجليد المائي، والأنواع التي تحتوي على الأمونيا والمواد العضوية المسؤولة عن تلوينه الرمادي والأحمر”.
ويعرف “شارون” بأنه جسم متوسط الحجم يبلغ عرضه نحو 750 ميلا (1207 كم) ويقع في حزام كايبر، وهي حلقة من الحطام الجليدي والمذنبات والكواكب القزمة، والتي يشار إليها أيضا باسم الأجسام وراء نبتون (TNO)، على حافة النظام الشمسي.
وعلى عكس العديد من الأجسام الأكبر حجما في حزام كايبر، فإن سطح “شارون” ليس محجوبا بالجليد المتطاير مثل الميثان، ما يعني أنه يوفر للعلماء رؤى قيمة حول تأثيرات التعرض لأشعة الشمس والحفر على هذه الأجسام البعيدة.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن “شارون” هو الجسم العابر لنبتون المتوسط الحجم الوحيد الذي تتوفر له خرائط جيولوجية. وهذا بفضل البيانات التي جمعتها مركبة الفضاء “نيو هورايزونز” التابعة لوكالة ناسا، والتي زارت نظام بلوتو قبل نحو عقد من الزمان.
ويعتقد العلماء أن بيروكسيد الهيدروجين ربما يكون قد نتج عن الإشعاع المنبعث من جزيئات الماء على سطح “شارون”. وقالت بروتوبابا إن ثاني أكسيد الكربون ربما يتسرب إلى السطح بعد الاصطدامات.
ويعد الاكتشاف الأخير مفتاحا لدراسة كيفية تشكل “شارون” وقد يساعد العلماء في اكتشاف تركيبة الأقمار والكواكب البعيدة الأخرى.
المصدر: سبيس
المصدر: يمن مونيتور
كلمات دلالية: شارون ثانی أکسید الکربون
إقرأ أيضاً:
الكلثرات المادة العجيبة التي تحفظ الدفء لقمر زحل الغامض
يعتبر قمر زحل المسمى "تيتان" من بين أكثر الأجرام السماوية غموضا وجاذبية في نظامنا الشمسي، إذ يعد القمر الوحيد بخلاف الأرض الذي يمتلك غلافا جويا سميكا وسطحا يحتوي على بحيرات وأنهار مكونة من مواد هيدروكربونية مثل الميثان والإيثان.
وفي دراسة جديدة بواسطة علماء الكواكب بجامعة هاواي في مانوا بالولايات المتحدة الأميركية كشف الباحثون عن طبقة جليدية سميكة من مادة "كلثرات الميثان" بعمق يصل إلى 10 كيلومترات تغطي قشرة القمر تيتان، هذه القشرة بمثابة عازل حراري يحافظ على دفء القمر ويساهم في تفسير وجود الغلاف الجوي الغني بالميثان.
أسرار القشرة الغنية بالميثانوحسب الدراسة، فإن هذه القشرة العجيبة الغنية بالميثان تحتوي على بلورات جليدية تحتجز الغاز داخل بنيتها، وتساهم في عزل الحرارة الموجودة في باطن القمر، مما يؤدي إلى تليين وتدفئة القشرة الجليدية.
وتقول لورين شورماير الباحثة المشاركة في الدراسة والأستاذة بمعهد هاواي للجيوفيزياء وعلم الكواكب في تصريحات خاصة للجزيرة نت "الميثان كغاز دفيء يسهم في تسخين سطح تيتان بطريقة مشابهة للأرض، إذ يحبس الحرارة في الغلاف الجوي"، وهو ما يعزز عملية الحمل الحراري في القشرة.
والحمل الحراري في القشرة هو عملية تشبه ما يحدث عند تسخين وعاء من الماء، فعندما يسخن الماء من الأسفل ترتفع كتل الماء الأكثر دفئا والأخف وزنا إلى الأعلى، في حين تنزل الجزيئات الباردة والأثقل إلى الأسفل، مما يخلق تيارات دائرية مستمرة تتمظهر في تقلب سطح الماء الذي نراه أثناء الغليان.
وقد أظهرت النماذج الحاسوبية التي اعتمد عليها الباحثون أن سمك قشرة تيتان كبير ويتراوح بين 5 و10 كيلومترات، وأن هذه القشرة الدافئة تسمح للجبال والفوهات على سطح تيتان بالتهالك بمرور الزمن.
ويبدو أن تأثير الحرارة الناتج عن هذه القشرة يؤدي إلى ضحالة الفوهات السطحية بشكل مشابه لذوبان الأنهار الجليدية السريع على الأرض.
كيف تشكلت طبقة الكلثرات؟أشارت جويندولين بروير المرشحة للدكتوراه في معهد هاواي للجيوفيزياء وعلم الكواكب والمشاركة في الدراسة إلى أن قشرة تيتان قد تكون ناتجة عن عوامل عدة، وتقول "قد يكون المطر الميثاني الذي يتساقط على سطح تيتان مسؤولا عن طبقة الكلثرات، وبدلا من أو ربما بالإضافة إلى المطر الميثاني قد تكون الكلثرات قد تشكلت في وقت مبكر من تاريخ تيتان في أعماقه وطفت عبر المحيط إلى قاعدة القشرة الجليدية حيث يمكن للعمليات الجيولوجية واسعة النطاق مثل الحمل الحراري أن تحركها إلى الأعلى".
هذا التفسير يفتح الباب أمام احتمال مساهمة هذه العمليات في كتابة تاريخ تيتان، مما يسهم في تطوير فهم جديد لتطور هذا القمر.
إن تغير المناخ على تيتان بمرور الزمن قد يكون مشابها للأرض، إذ يمكن أن يساهم الغلاف الجوي الغني بالميثان في رفع درجة الحرارة على سطح القمر.
ومع تزايد التركيز على تيتان كمختبر طبيعي لفهم آليات الاحتباس الحراري تشير بروير إلى أن الدروس المستفادة يمكن أن تقدم رؤى مهمة عن العمليات الجيولوجية والمناخية التي تحدث على الأرض.
من جهتها، تقول شورماير "إذا كانت لتيتان قشرة عازلة من الكلثرات فإن القشرة الجليدية المائية الأساسية سوف تتحرك بالحمل الحراري رغم من تدفق الحرارة المنخفض نسبيا من اللب".
وتشير إلى أن "الداخل الذي يتحرك بالحمل الحراري قد يؤدي إلى تكوين تضاريس متنوعة، وقد يسمح للبراكين الجليدية بالنشاط في ظل ظروف معينة"، وهو ما يمكن أن يفسر وجود هضاب وسلاسل جبلية كإحدى الظواهر الجيولوجية المحيرة وغير المفسرة على سطح القمر.
عيون على "دراغون فلاي"من المقرر أن تطلق وكالة ناسا مهمة "دراغون فلاي" إلى تيتان في يوليو/تموز 2028، ومن المتوقع أن تصل المركبة إلى القمر في عام 2034.
وتتضمن المهمة مجموعة من الأدوات المتقدمة، منها أجهزة لقياس الزلازل، والتي ستستخدم لقياس النشاط الزلزالي بحسب شورماير التي تقول "مع وجود بيانات زلزالية عالية الجودة يمكن لمهمة دراغون فلاي أن تساعد في تأكيد سمك ووجود قشرة الكلثرات".
وتتوقع شورماير أن توفر "دراغون فلاي" صورا عالية الدقة لفوهة سيلك التي تمت دراستها في الدراسة الحالية.
وأضافت أن هذه الصور ستساعد في تقييم مدى تآكل الفوهة وضحالتها، واختبار ما إذا كانت تحتوي على مواد مثل الرمال، مما يدعم النماذج التي توضح العمليات التي تؤدي إلى ضحالة الفوهات بمرور الزمن.
وتشير الاكتشافات الحالية إلى أن الكلثرات قد تلعب دورا مهما في حماية المحيطات الجوفية من التجمد التام، حيث توفر عزلا حراريا يسمح بوجود سوائل تنساب تحت القشرة، وهذا يفتح آفاقا جديدة لإمكانية وجود حياة في تلك المحيطات.
وأوضحت بروير أن "الكلثرات لا تسهم فقط في توفير بيئة قد تكون صالحة للحياة، بل إن تأثيرها على الحمل الحراري في القشرة الجليدية يمكن أن ينقل المواد العضوية من المحيط إلى السطح، إذ يمكن للبعثات المستقبلية اكتشافها".
ورغم أن تيتان يختلف عن الأقمار الجليدية الأخرى مثل أوروبا وإنسيلادوس في تركيبه الداخلي فإن الاكتشافات الجديدة قد تسهم في فهم أعمق بشأن كيفية تشكل القشور الجليدية وتطورها.
ومن خلال دراسة التشابهات والاختلافات بين هذه الأقمار يمكن للعلماء تقديم فرضيات جديدة بشأن إمكانية وجود حياة في الأنظمة الكوكبية الأخرى، مما يفتح آفاقا جديدة للاستكشاف العلمي في المستقبل.
ويواصل الفريق البحثي من جامعة هاواي العمل على تطوير نماذج تحاكي تكون الفوهات على سطح تيتان بالتعاون مع باحثين من معهد ماساشوستس للتكنولوجيا وجامعة بيرديو ومعهد علوم الكواكب.
وتختتم شورماير حديثها قائلة "تلقينا تمويلا إضافيا من وكالة ناسا لمواصلة هذا العمل، نعمل مع فريق من معهد ماساشوستس للتكنولوجيا وجامعة بيرديو ومعهد علوم الكواكب، يقومون بنمذجة عملية تأثير تشكيل الفوهات في قشور الكلثرات على تيتان بقيادة الدكتور شيجيرو واكيتا، ثم أقوم أنا وجويندولين بنمذجة التطور الطبوغرافي لتلك الفوهات على مدى فترات زمنية جيولوجية، ونأمل أن نفهم كيف تتغير الحفر من جميع الأحجام في قشور الكلثرات بمرور الوقت، إذ سيساعدنا هذا على تحديد سمك الكلثرات وعمر سطح تيتان بشكل أفضل".
تكريم المخرج الكبير سعيد حامد بمهرجان VS-FILM