تشير دراسة إلى أن الأقمار الجليدية لا تزال قادرة على إيواء المحيطات بعد الاصطدامات الكارثية، وهو اكتشاف يمكن أن يساعد في توجيه البحث عن الحياة خارج الأرض.
يُعتقد أن العديد من الأقمار التي تدور حول زحل وأورانوس ونبتون تخفي مياهًا سائلة تحت أميال من القشرة الجليدية. وتحمل هذه المحيطات المدفونة مقومًا أساسيًا للحياة كما نعرفها، مما يجعلها أماكن واعدة للبحث عن كائنات خارج كوكب الأرض في منطقة شكلتها الاصطدامات العنيفة.
يشتبه العلماء في أن بعض أقمار اليوم عبارة عن بقايا مُعاد تجميعها تحطمت بشكل متكرر بسبب الحطام الفضائي وتم سحبها معًا مرة أخرى. يثير دربي التدمير الكوني هذا سؤالًا بالغ الأهمية لعلماء الأحياء الفلكية: هل تدمر الاصطدامات الضخمة محيط القمر وتقضي على أي فرصة للحياة؟
دراسة أجرتها جامعة ميريلاند ونشرت في علم الفلك الطبيعة، بحثت في هذا السؤال من خلال متابعة الأقمار المحاكاة من خلال التدمير وإعادة التجميع ومليارات السنين من التطور اللاحق.
وأوضح المؤلف الرئيسي مارك نيفيو، وهو عالم أبحاث مشارك في علم الفلك بجامعة ميريلاند: “السؤال الكبير الذي طرحناه هو ما إذا كانت هذه التدميرات تساعد الأقمار في تكوين محيطات بعد ذلك أم أنها تحذف المحيط وتعيد القمر إلى عالم بارد ميت”. “ما وجدناه هو أن تلك الاصطدامات الكبيرة لا تهم حقًا فيما يتعلق بالمحيطات. إذا كان هناك محيط قبل ذلك، فمن المحتمل أن يكون هناك محيط بعده، والعكس صحيح”.
هل أدى الاصطدام إلى تخفيف فوهات ريا؟
على الرغم من أن الاصطدام قد لا يحدد ما إذا كان المحيط موجودًا أم لا، إلا أن الحرارة التي ينقلها قد تترك آثارًا مرئية على سطح القمر. على قمر زحل ريا، تبدو الفوهات القديمة ناعمة وطرية بشكل غير عادي. ويرى الباحثون أن هذه الميزات فرصة محتملة لاختبار ما إذا كان الاصطدام قد أدى إلى ارتفاع درجة حرارة المحيط الحالي بدرجة كافية لتغيير الجليد فوقه.
وأوضح نيفيو: “الأمر أشبه ببناء رجل ثلج في الشتاء، وبعد أسبوع، كان هناك ارتفاع في درجة الحرارة وأشعة الشمس، لذا بدأ رجل الثلج في الذوبان”. “تبدو فوهات ريا مصقولة بهذا الشكل، لكنها لم تكن الشمس. الحرارة جاءت من الأسفل. يمكن أن يساعد الاصطدام الذي حدث منذ فترة طويلة والذي أدى إلى تعزيز المحيط الداخلي في تفسير سبب ظهور القمر بهذه الطريقة”.
يمكن للأقمار المحطمة أن تظل عوالم محيطية
يتطلب تتبع آثار الاصطدام على مدى هذه الفترات الطويلة أكثر من مجرد نموذج للاصطدام نفسه. قام نيفيو وزملاؤه في معهد أبحاث الجنوب الغربي في كولورادو ومعهد وايزمان للعلوم في إسرائيل بربط عمليات محاكاة التأثيرات بنموذج منفصل لكيفية تطور الجزء الداخلي للقمر. معًا، يمكن للنماذج أن تظهر ما حدث عندما انهار القمر، وما إذا كان العالم المعاد بناؤه يحتفظ بما يكفي من الحرارة للحفاظ على الماء السائل.
تتبعت عمليات محاكاة التأثير الملايين من شظايا الصخور والجليد أثناء تحطمها وتسخينها وتجمعها معًا مرة أخرى. قام الفريق بتصميم أقمار يبلغ نصف قطرها حوالي 500 و1000 كيلومتر، أو حوالي 310 و620 ميلًا، وقد اصطدمت بصخور فضائية أصغر حجمًا بقوة كافية لتفجيرها.
وقال نيفيو: “كانت عمليات المحاكاة هذه هي إلى حد كبير أكبر الاصطدامات التي يمكن أن نتوصل إليها”. “إذا لم تُحدِث هذه الأشياء فرقًا، فمن غير المرجح أن تفعلها الشركات الأصغر حجمًا أيضًا”.
ثم اتبع النموذج الداخلي الأقمار المعاد تجميعها لمدة 4.5 مليار سنة، وقام بحساب كيفية تراكم الحرارة وخروجها من قلوبها وما إذا كان الجليد يمكن أن يذوب في المحيط. كشفت هذه الرؤية الأطول عن سبب اعتماد تأثيرات الاصطدام على حجم القمر. لقد وفّر الاصطدام الحرارة، لكنه أعاد أيضًا ترتيب الصخور والجليد، مما غيّر مدى فعالية القمر المعاد بناؤه في الاحتفاظ بدفئه. وقال نيفيو: “في الأقمار الأكبر حجما، تتحول طاقة الاصطدام إلى حرارة إضافية يمكن أن تزيد من سماكة المحيط الحالي لبضعة مليارات من السنين. أما في الأقمار الأصغر، فإن القصة تنقلب”. “قبل الاصطدام، تحتفظ هذه الأقمار الصغيرة بطبقة خارجية مختلطة من الجليد والصخور المختلطة التي تعمل كبطانية عازلة، مما يساعد على احتجاز الدفء الذي يحافظ على المحيط. يهز التأثير كل شيء، وعندما يتشكل القمر مرة أخرى، تغوص الصخور إلى المركز ويطفو الجليد إلى الأعلى.
يصعب على القمر الأصغر الاحتفاظ بالمحيط لأن الغطاء قد اختفى، ولكن في كلتا الحالتين لم يخلق الاصطدام محيطًا كان سيظل متجمدًا لولا ذلك.”
تؤثر الحرارة الناتجة عن المد والجزر أيضًا على بقاء الماء سائلاً تحت الجليد. وبما أن الجاذبية تشوه القمر، فإنها يمكن أن تولد الدفء في الداخل، وحذر نيفو من أن هذه العملية مهمة على الأقل بقدر أهمية تاريخ الاصطدام عند النظر في إمكانية دعم القمر للحياة. يمكن للتغيرات في مدارات الأقمار أيضًا أن تضعها في مسارات تصادمية، لذا فإن إعادة بناء ماضيها يتطلب ربط حركاتها بما يحدث تحت أسطحها. قال نيفيو: “في المستقبل، أود أن أضغط على زر التشغيل على نظام القمر وأشاهد كيف تتحرك الأقمار، وكيف تصطدم ببعضها البعض وكيف تتغير أجزائها الداخلية نتيجة لذلك”. “ربما يمكننا بعد ذلك إعادة بناء ما حدث حول زحل وأورانوس ونبتون.”
البحث عن الحياة داخل الأقمار المعاد بناؤها
تنطبق النتائج على العديد من العوالم التي تخطط ناسا ووكالات الفضاء الأخرى للتحقيق فيها، بما في ذلك أقمار زحل متوسطة الحجم ميماس وإنسيلادوس وتيثيس وديون وريا. تنطبق أيضًا على أقمار أورانوس ميراندا وأرييل وأومبرييل وتيتانيا وأوبيرون وقمر نبتون الكبير تريتون.
إن معرفة أي من هذه العوالم من المرجح أن يحتوي على المياه يمكن أن يساعد وكالة ناسا ومجتمع علوم الكواكب على اختيار وجهات المركبات الفضائية وتحديد الأدوات التي يجب البحث عنها. قد يكشف المحيط المدفون عن نفسه من خلال تأثيرات الجاذبية، في حين أن الرواسب المالحة أو البراكين الجليدية التي تسمى البراكين الجليدية يمكن أن توفر أدلة على السطح. إن التوقعات حول الحياة التي قد يدعمها المحيط ستشكل أيضًا الحساسية اللازمة لاكتشافها.
وقال نيفيو: “إذا لم يكن هناك سوى عدد قليل من الميكروبات، فلن تصمم نفس النوع من مهمة البحث كما لو كان المحيط مليئًا بالحيتان”. “إن نوع الحياة التي نبحث عنها سيحدد نوع الأدوات التي نحتاج إلى تطويرها.”
المرجع: “دور التأثيرات التخريبية على توليد المحيطات وطول عمر الأقمار الجليدية” بقلم مارك نيفو، ورالوكا روفو، وأليسا رودن، وكيفن جيه والش، ويوفال شتاينبرغ، 20 أغسطس 2026، علم الفلك الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41550-026-02955-x
تم تمويل هذا البحث من خلال برنامج العوالم الصالحة للسكن التابع لناسا (الجائزة رقم 80NSSC22K0403) مع دعم إضافي من زمالة ناسا هابل (الجائزة رقم HST-HF2-51491) ومركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا (الجائزة رقم 80GSFC24M0006).
