بدلًا من أن يتشكل بعيدًا عن المكان الذي تشكلت فيه المذنبات، ربما ظهر بينو بالقرب من خط الجليد المائي للنظام الشمسي الشاب، حيث ساعد المشتري في تشكيل خليط الغبار الذي بنى الكويكب.
إن الفهم الدقيق لكيفية تشكل الكواكب قبل 4.5 مليار سنة يتطلب النظر إلى المواد التي لم تتغير تقريبًا منذ أن كان النظام الشمسي مجرد قرص دوار من الغاز والغبار.
ولأن الكويكب بينو يدور حول الشمس كل 1.2 سنة، ويتأرجح على مسافة حوالي 186 ألف ميل، أو 300 ألف كيلومتر، من الأرض كل ست سنوات، فقد أتاح فرصة نادرة للاستيلاء على واحدة من هذه الآثار البدائية. في 23 سبتمبر 2026، أسقط مسبار OSIRIS-REx التابع لناسا حاوية عينة في صحراء يوتا تحمل ما يقرب من 120 جرامًا، أو حوالي 4 أونصات، من المواد السطحية لبينو.
افترض علماء الفلك سابقًا أن الكويكبات مثل بينو تشكلت في وقت متأخر نسبيًا من تطور النظام الشمسي، بعيدًا عن المكان الذي يُعتقد أن المذنبات قد تشكلت فيه. بدلاً من ذلك، تتبع البصمة الكيميائية الموجودة داخل المادة المعادة بينو إلى بيئة مختلفة تمامًا.
تربط النظائر بين بينو وريوجو
وسافر جزء صغير من العينة إلى المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، حيث تلقت ماريا شونباخلر، أستاذة الكيمياء الجيولوجية النظائرية، نصف جرام لتحليلها. قام فريقها بقياس نظائر الحديد والتيتانيوم والكروم، ونشرت النتائج في عام 2010 تقدم العلوم. النظائر هي أشكال من نفس العنصر تختلف قليلاً في الكتلة، والنسب التي تحدث بها يمكن أن تحافظ على بصمة كيميائية للمادة التي تشكل منها الكويكب.
أظهرت القياسات أن التيتانيوم والحديد يتم توزيعهما بشكل موحد في جميع أنحاء مادة بينو. وكشفوا أيضًا عن وجود علاقة كيميائية وثيقة مع كويكب ريوجو ونيازك CI ، وهي فئة نادرة من النيازك البدائية الغنية بالكربون الموجودة على الأرض. يشترك الثلاثة جميعًا في بصمة نظائرية مماثلة تميزهم عن الكويكبات الأخرى المعروفة ومجموعات النيازك والكواكب.
مكان الولادة بالقرب من خط الجليد المائي
يشير هذا التشابه إلى أن الأجسام بينو وريوغو والنيازك الأم لـ CI تشكلت من نفس خزان الغبار الكوني. أدى تحديد مكان وجود مثل هذا الخزان إلى ابتعاد الباحثين عن النظام الشمسي الخارجي البعيد، ونحو الحدود المعروفة باسم خط الجليد المائي.
منذ حوالي 4.5 مليار سنة، كانت الشمس الفتية محاطة بقرص دوار من الغاز والغبار والجليد المائي. يشير خط الجليد المائي إلى المنطقة التي أصبحت فيها درجات الحرارة منخفضة بما يكفي لتجميد بخار الماء. يمكن أن تمتزج المواد القادمة من الأجزاء الداخلية والخارجية للقرص بالقرب من هذا التحول، بينما يساعد الجليد على التصاق جزيئات الغبار الدقيقة ببعضها البعض.
يقول شونباشلر: “إن بينو هجين: فالمادة لا تتطابق بشكل واضح مع النظام الشمسي الداخلي أو الخارجي”.
ويتوافق طابعه الكيميائي المختلط مع تكوين كويكب حيث اجتمعت المواد من كلا المنطقتين. تقترح شونباتشلر وزملاؤها أن كوكب المشتري لعب دورًا مهمًا في خلق تلك الظروف.
ربما يكون كوكب المشتري قد قام بفرز الغبار
تشكل العملاق الغازي في وقت مبكر جدًا، خلال حوالي مليون سنة من ولادة الشمس. عندما بدأت الكواكب والكويكبات في النمو من خلال التراكم التدريجي للمواد الأصغر، أصبح المشتري سريعًا ضخمًا بما يكفي للتأثير على كيفية تحرك المواد الصلبة عبر القرص المحيط به.
ويشير الباحثون إلى أن الكوكب المتنامي كان بمثابة حاجز أمام الكثير من المواد الخشنة. لا يزال من الممكن أن يتدفق الغبار الناعم حوله، مما يسمح للجسيمات من مناطق مختلفة من القرص بالاختلاط بشكل متساوٍ بالقرب من حدود الجليد المائي. يمكن بعد ذلك أن تكون أسلاف النيازك Bennu و Ryugu و CI قد تجمعت من هذه المادة المختلطة بدقة.
يساعد هذا السيناريو أيضًا في تفسير سبب احتواء بينو على الكثير من الماء. من الممكن أن يتبخر الجليد الموجود بالقرب من الحدود، مع تكثيف بعض بخار الماء الناتج مرة أخرى لاحقًا في نفس المنطقة التي تراكمت فيها المواد السابقة لكوكب بينو.
قد يفسر تأثير المشتري أيضًا سبب تشكل بينو إلى حد كبير من الغبار الناعم. يمكن أن تمتزج الجسيمات الصغيرة التي تتحرك عبر القرص بشكل كامل، منتجة مادة تشبه كيميائيتها الإجمالية كيمياء الشمس. ويقارن الباحثون هذه العملية بالغبار المنزلي الناعم، الذي ينتشر تدريجياً في جميع أنحاء المناطق المحيطة به. “قد يقدم بينو أفضل لمحة لدينا عن المزيج الأصلي من العناصر الكيميائية التي بنيت منها الكواكب الأرضية في نهاية المطاف”، كما يقول شونباخلر. يستطيع بينو الحفاظ على هذا السجل لأنه كويكب بدائي للغاية. ويعود تاريخ مادتها إلى ولادة النظام الشمسي قبل حوالي 4.5 مليار سنة، ولم تتغير إلا قليلاً منذ ذلك الحين، مما ترك للباحثين عينة من المادة من الفترة التي كانت الكواكب لا تزال تتجمع فيها. الماء والمواد العضوية تجعل هذا السجل مفيدًا لسؤال آخر أيضًا.
إن دراسة مكان تراكم تلك المواد يمكن أن تساعد الباحثين على فهم أفضل للظروف التي تشكلت فيها الكواكب الأرضية وكيف اكتسبت الأرض الناشئة بعض المواد المرتبطة بوحدات بناء الحياة.
لا يزال مسار نظائر بينو غير مكتمل
صورة التشكيل المقترحة ليست كاملة. لا يزال الباحثون لا يعرفون مدى قوة تأثير المشتري الشاب على العملية التي سمحت بشكل أساسي لجزيئات الغبار الدقيقة بالتجمع معًا، ولا يعرفون حتى الآن مدى انتشار بصمة بينو النظائرية بين الكويكبات الأخرى.
“نحن نتساءل الآن عما إذا كانت الكويكبات الأخرى لها نفس التوقيع النظائري مثل بينو وريوغو”، يتابع شونباتشلر.
يمكن للعينات الإضافية التي تم إرجاعها أن تساعد في الإجابة على هذا السؤال. مع اكتمال تحليل بينو، يتطلع شونباتشلر الآن إلى إرسال مهمة يابانية لإعادة العينات إلى فوبوس، أحد أقمار المريخ، والتي من المقرر إطلاقها في نهاية أكتوبر. وتخطط لتقديم طلب إلى وكالة الفضاء اليابانية JAXA للحصول على بعض المواد بمجرد عودتها إلى الأرض.
وتقول: “سيكون من المثير أيضًا الحصول على هذه المادة لتحليلها في مختبري”.
الإنتظار سيكون طويلاً. ومن غير المتوقع أن تعود الكبسولة التي تحمل المواد من فوبوس إلى الأرض حتى عام 2031.
المرجع: “القيود النووية على أصل بينو والكويكبات الشبيهة بـ CI” بقلم ماريا شونباشلر، ماتياس إيك، مانويلا أ. كرويجر، جوش ويمبيني، مارتن بيزارو، جيسيكا ج. بارنز وآن إن نغوين، 23 سبتمبر 2026، تقدم العلوم.
دوى: 10.1126/sciadv.aei9107
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.
