اكتب مقالاً عن
تمكن علماء الفلك الذين يستخدمون ملاحظات التلسكوب الراديوي لإلقاء نظرة داخلية على مذنب بين النجوم من الحصول على رؤى جديدة حول متى وأين تشكل الجسم السماوي.
وقد اكتسب المذنب، المسمى 3I/ATLAS، اهتمامًا عالميًا عندما اكتشف الباحثون لأول مرة أنه يمر عبر نظامنا الشمسي في يوليو. إنه الجسم النجمي الثالث فقط، أو الجسم السماوي الذي نشأ خارج نظامنا الشمسي، والذي يتم رصده وهو يمر عبر ركننا من الكون. وبدأ المذنب خروجه من نظامنا الشمسي في ديسمبر الماضي.
يُظهر البحث الأولي حول تكوين المذنب، والذي نُشر في 23 أبريل في مجلة Nature Astronomy، أنه نشأ في مكان مختلف تمامًا عن نظامنا الشمسي، وفقًا لمؤلفي الدراسة.
تم إجراء الملاحظات باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة، أو ALMA، في تشيلي في أوائل نوفمبر، بعد أيام فقط من مرور المذنب بالقرب من شمسنا.
مكّن التلسكوب الراديوي ALMA الباحثين من قياس الديوتيريوم داخل المذنب، وهي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف نظير الهيدروجين هذا في جسم بين النجوم.
“يوجد الديوتيريوم بشكل عام في مياه مذنبات النظام الشمسي وفي محيطات الأرض على شكل ماء مخفف، HDO، ويسمى أيضًا الماء شبه الثقيل”، كتب مؤلف الدراسة الرئيسي لويس إدواردو سالازار مانزانو، مرشح الدكتوراه في قسم علم الفلك في جامعة ميشيغان، في رسالة بالبريد الإلكتروني.
“تشير ملاحظاتنا مع ALMA إلى أن وفرة الديوتيريوم في مياه 3I/ATLAS تزيد عن 40 ضعف قيمتها في محيطات الأرض وأكثر من 30 ضعف قيمتها في مذنبات النظام الشمسي.”
قد تسمح النتائج للباحثين بفهم أفضل للظروف القاسية للنظام الكوكبي للمذنب، وحتى التعرف على شكل مجرة درب التبانة قبل وقت طويل من ظهور نظامنا الشمسي.
وقال سالازار مانزانو: “الأجسام بين النجوم هي كبسولات زمنية تجلب المواد من البيئات التي تشكلت فيها أنظمة كوكبية أخرى، وتسمح لنا قياساتنا أخيرًا بفتح تلك الكبسولات الزمنية وإلقاء نظرة خاطفة على الظروف الفيزيائية التي نشأت فيها هذه الأجسام”.
كائن قديم وغير عادي
يحتوي الماء، أو H2O، عادةً على ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. تشتمل ذرات الهيدروجين على بروتون واحد، أو جسيم دون ذري موجب الشحنة. يختلف الماء المخفف قليلًا من حيث أن كل ذرة هيدروجين تحتوي أيضًا على ذرة واحدة نيوترون، أو جسيم دون ذري بدون شحنة. إضافة النيوترون تعني أن الماء المخفف بالديوتيريوم أثقل من H20.
وقال الباحثون إن دراسة وفرة المياه المخففة داخل 3I/ATLAS يمكن أن تكشف عن بصمات مكان تشكل المذنب.
وقال سالازار مانزانو: “يحدث التخصيب في الديوتيريوم عمومًا عندما يتشكل الماء في السحب الجزيئية الباردة في الفضاء بين النجوم، وهو ما يحدث عمومًا في نفس الوقت تقريبًا الذي تتشكل فيه الأنظمة الشمسية حول النجوم الأخرى”.
ويعتقد الباحثون أن النظام الكوكبي الذي نشأ فيه المذنب بين النجوم كان باردا بشكل لا يصدق، وكان أكثر برودة بكثير من نظامنا الشمسي أثناء تكوينه.
وقال: “كانت درجة الحرارة في بيئة تكوين 3I/ATLAS أقل من 30 كلفن، وهو ما يعادل -243.14 درجة مئوية، أو -405.67 فهرنهايت”.
أشارت أبحاث سابقة إلى أن عمر المذنب البينجمي قد يصل إلى 11 مليار سنة، وهو أقدم بكثير من نظامنا الشمسي أو شمسنا، التي تشكلت قبل 4.5 مليار سنة.
من المحتمل أن تكون المياه التي لا تزال محاصرة داخل المذنب قد تشكلت قبل وقت طويل من نجمه المضيف، ولكن 3I/ATLAS ولد بعد ذلك من قرص كوكبي أولي من الغاز والغبار الذي كان يدور حول النجم، وهو نفس القرص الذي تتشكل فيه الكواكب، كما قال سالازار مانزانو.
وبالنظر إلى أن درجات الحرارة الأكثر سخونة يمكن أن تقلل من كمية الديوتيريوم بسبب التفاعلات الكيميائية، يعتقد الباحثون أن 3I/ATLAS تشكل وقضى معظم وقته على الأطراف الخارجية لقرص الكواكب الأولية، محافظًا على وفرة الماء المخفف.
تتفق النتائج الجديدة مع الملاحظات السابقة التي وجدت وفرة عالية من ثاني أكسيد الكربون داخل المذنب بين النجوم، وهو ما يتوافق أيضًا مع جسم تشكل في الجزء الخارجي من قرص كوكبي أولي.
كان استخدام ALMA للمراقبة أمرًا أساسيًا لأن التلسكوب الراديوي يمكن أن يشير إلى زاوية أقرب إلى الشمس من التلسكوبات التقليدية. تكتشف التلسكوبات الراديوية موجات الراديو منخفضة الطاقة، بدلاً من الضوء المرئي عالي الطاقة أو الحرارة التي يمكن أن تدمر المكونات البصرية للتلسكوبات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
استخدم الفريق ALMA لدراسة المذنب بعد وقت قصير من وصوله إلى مسافة 126 مليون ميل من الشمس (203 مليون كيلومتر)، وهو قريب بما يكفي ليتسامى جليد المذنب كغاز يمكن اكتشافه بسبب حرارة الشمس.
وكان الباحثون يتوقعون اكتشاف H20، لكن لم يتم اكتشافه في 3I/ATLAS.
قال سالازار مانزانو: “هذا لا يعني أن 3I/ATLAS لم يكن لديه ماء عادي، بل يعني فقط أنه كان أقل من حساسية ملاحظاتنا”. “ومع ذلك، فقد حصلنا على مفاجأة كبيرة حقًا عندما أدركنا أننا اكتشفنا مياهًا مخففة على الرغم من عدم اكتشافنا للمياه العادية، وهو ما أخبرنا على الفور أن 3I/ATLAS كان جسمًا غير عادي حقًا”.
من غير المحتمل أن يتمكن علماء الفلك من تحديد النظام الكوكبي 3I/ATLAS، لكن هذا لا يعني أن الجرم السماوي لن يقدم رؤى لا تقدر بثمن؛ يمكن للأجسام بين النجوم أن تكشف عن جوانب مخفية وغير معروفة حول كوننا.
أصدر مرصد فيرا سي روبين، الواقع في تشيلي، صوره الأولى في يونيو، ومن المتوقع أن يرصد أجرامًا بين النجوم بتردد أكبر، وهو ما يمكن أن يمكّن سالازار مانزانو وزملائه من تحديد ما إذا كان 3I/ATLAS مذنبًا خارجيًا، بسبب وفرة المياه المخففة، أو ما إذا كانت المذنبات الأخرى المشابهة تحتوي على إثراء مماثل.
وقال عالم الفلك الكواكب الدكتور ثيودور كاريتا، الأستاذ المساعد في الفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب في جامعة فيلانوفا بالقرب من فيلادلفيا: “من الواضح أننا نرى فقط قمة جبل الجليد عندما يتعلق الأمر بدراسة هذه المذنبات بين النجوم”. “إن تفكيرنا كمجتمع يتطور بسرعة حيث نتعلم طرح أسئلة جديدة وفهم الإجابات المربكة.”
لقد درس كاريتا 3I/ATLAS، لكنه لم يشارك في هذا البحث. وقال إن وجود الديوتيريوم في المذنب يشبه بصمات الأصابع، مما يوضح ما ولد به المذنب، وكذلك ما كانت عليه مجرتنا منذ أكثر من 10 مليارات سنة عندما كانت أقل ثراءً بالمعادن مما هي عليه الآن.
وكتب كاريتا في رسالة بالبريد الإلكتروني: “مع تقدم مجرتنا في السن، تغيرت أنواع المذنبات التي بنتها بمرور الوقت، وهذا يعني أن أنواع الكواكب التي يمكن أن تصنعها قد تغيرت أيضًا”. “هذا ما يجعل هذه المذنبات بين النجوم مثيرة للاهتمام للغاية – ليس بالضرورة ما هي عليه أو كيف تبدو، ولكن في الطريقة التي تسمح لنا بالنظر إلى الوراء في الوقت المناسب لمعرفة ما إذا كانت الكواكب “الموجودة” تبدو مثل تلك الموجودة في موطننا.”
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
باللغة العربية لتسهيل قراءته. حدّد المحتوى باستخدام عناوين أو عناوين فرعية مناسبة (h1، h2، h3، h4، h5، h6) واجعله فريدًا. احذف العنوان. يجب أن يكون المقال فريدًا فقط، ولا أريد إضافة أي معلومات إضافية أو نص جاهز، مثل: “هذه المقالة عبارة عن إعادة صياغة”: أو “هذا المحتوى عبارة عن إعادة صياغة”:
