أخيرًا عرفنا كيف حصل بلوتو على قلبه: “موجة” كونية قديمة

مصر: ايهاب محمد زايد
الميزة الأكثر تميزًا على بلوتو هي “القلب”، وهي منطقة مشرقة نسبيًا على شكل عيد الحب تُعرف باسم تومبو ريجيو.

كيف بدأ هذا القلب هو أحد أعمق ألغاز الكوكب القزم، لكن الباحثين يقولون الآن إنهم توصلوا إلى السيناريو الأكثر ترجيحًا، والذي يتضمن اصطدامًا بدائيًا بجسم كوكبي يزيد عرضه قليلاً عن 400 ميل.

المصطلح العلمي لما حدث، وفقا لدراسة نشرت اليوم في مجلة Nature Astronomy، هو “splat”.

بحث علماء الفلك من جامعة برن في سويسرا وجامعة أريزونا عن عمليات محاكاة حاسوبية أنتجت نتائج ديناميكية مماثلة لما شوهد في بيانات مسبار نيو هورايزنز التابع لناسا.

لقد وجدوا مجموعة من عمليات المحاكاة التي كانت متقاربة، ولكنها تتعارض أيضًا مع الاقتراحات السابقة بأن بلوتو يضم محيطًا عميقًا تحت سطحه. وقالوا إن السيناريو الذي توصلوا إليه لا يعتمد على وجود محيط عميق، وهو ما قد يدفع العلماء إلى إعادة كتابة تاريخ التطور الجيولوجي لبلوتو.

يُظهر تصور أحد الفنانين الاصطدام المفترض لجسم كوكبي مع بلوتو. (تيبو روجر/ جامعة برن)
وقالت أديني دينتون، عالمة الفلك بجامعة أريزونا، وأحد المؤلفين المشاركين في الدراسة، إن تكوين القلب “يوفر نافذة مهمة على الفترات الأولى من تاريخ بلوتو”.

وقال دينتون في بيان صحفي: “من خلال توسيع تحقيقاتنا لتشمل المزيد من سيناريوهات التكوين غير العادية، تعلمنا بعض الاحتمالات الجديدة تمامًا لتطور بلوتو”. يمكن أن تنطبق سيناريوهات مماثلة على أجسام أخرى في حزام كويبر، وهي حلقة من العوالم الجليدية على حافة نظامنا الشمسي.

تركز الدراسة على النصف الغربي من القلب، وهي منطقة على شكل دمعة يبلغ عرضها حوالي 1000 ميل وتسمى سبوتنيك بلانيتيا. تحتوي هذه المنطقة على مجموعة متنوعة من الجليد، وهي أقل ارتفاعًا بحوالي 2.5 ميلًا من بقية بلوتو. ومن الواضح أنه نتيجة لتأثير هائل.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة: “في حين أن الغالبية العظمى من سطح بلوتو يتكون من جليد الميثان ومشتقاته، ويغطي قشرة من الجليد المائي، فإن بلانيتيا مليئة في الغالب بجليد النيتروجين الذي تراكم على الأرجح بسرعة بعد الاصطدام بسبب الارتفاع المنخفض”. هاري بالانتاين، باحث مشارك في جامعة برن.

النصف الشرقي من القلب مغطى بطبقة مماثلة ولكن أرق بكثير من جليد النيتروجين. لا تزال أصول هذا الجزء من تومبو ريجيو غير واضحة، ولكن من المحتمل أن يكون مرتبطًا بالعمليات التي شكلت سبوتنيك بلانيتيا.

أجرى بالانتاين وزملاؤه مجموعة واسعة من عمليات المحاكاة الحاسوبية للتأثير القديم. عكست عمليات المحاكاة هذه مجموعة من الأحجام والتركيبات للجسم المصطدم، بسرعات وزوايا اقتراب مختلفة.

أفضل ملاءمة لشكل سبوتنيك بلانيتيا تتضمن جسمًا يبلغ عرضه 400 ميل، ويتكون من 15% من الصخور، ويأتي بزاوية 30 درجة ويضرب بلوتو بسرعة منخفضة نسبيًا.

بناءً على هذه العوامل، كان من الممكن أن يكون الجسم قد اخترق سطح بلوتو بقوة. لن يبدو الشكل الناتج مثل الحفرة الصدمية النموذجية. وبدلاً من ذلك، سيبدو مثل دمعة جليدية لامعة، وينتهي اللب الصخري للجسم المصطدم عند ذيل الدمعة.

“إن نواة بلوتو باردة جدًا لدرجة أن الصخور ظلت صلبة جدًا ولم تذوب على الرغم من حرارة الاصطدام، وبفضل زاوية الاصطدام والسرعة المنخفضة، لم يغوص نواة الاصطدام في نواة بلوتو، بل بقي سليمًا وأوضح بالانتين.

اعتمدت السيناريوهات السابقة لأصل سبوتنيك بلانيتيا على وجود محيط عميق تحت سطح بلوتو لتفسير سبب عدم انجراف منطقة التأثير نحو أقرب قطب لبلوتو مع مرور الوقت.

لكن الباحثين الذين قاموا بالدراسة المنشورة حديثًا وجدوا أن أفضل التطابقات في عمليات المحاكاة الخاصة بهم كانت تتطلب محيطًا لا يزيد عمقه عن 30 ميلًا.

وكتبوا: “إذا ثبت أن تأثير الأمونيا لا يكاد يذكر، فقد لا يمتلك بلوتو محيطًا تحت سطح الأرض على الإطلاق، وفقًا لحالتنا الاسمية”.

ويقول الباحثون إنهم سيواصلون عملهم لنمذجة التاريخ الجيولوجي لبلوتو، وكيف يمكن أن تنطبق هذه النماذج على الأجسام الأخرى في حزام كويبر أيضًا.

في هذه الأثناء، تواصل المركبة الفضائية نيو هورايزنز رحلتها عبر أقصى النظام الشمسي، بعد ما يقرب من تسع سنوات من تحليقها بالقرب من كوكب بلوتو. أفاد علماء البعثة مؤخرًا عن اكتشاف مستويات أعلى من المتوقع من الغبار بين الكواكب، مما يشير إلى أنه قد يكون هناك المزيد في حزام كويبر مما كانوا يعتقدون.

إنهم يأملون في تحديد عالم جليدي آخر يمكن للمركبة الفضائية رؤيته عن قرب في أواخر عشرينيات أو ثلاثينيات القرن الحالي.