اكتشف العلماء جزيءًا غامضًا على كوكب بلوتو وقمر زحل تيتان: “لا يمكننا أن نقول ما هو”
يفصل بين قمري زحل تيتان والكوكب القزم بلوتو القليل من القواسم المشتركة، وتتشكلان ببيئات مختلفة تمامًا.
تيتان هو عالم نشط جيولوجيًا مغطى بغلاف جوي أكثر كثافة من الغلاف الجوي للأرض، وتتشكل مناظره الطبيعية من خلال بحار الميثان السائل والكثبان الرملية الشاسعة المبنية من جزيئات عضوية تمطر من سمائه. على النقيض من ذلك، فإن بلوتو عبارة عن موقع استيطاني متجمد جو ضعيف تحوم فوق سطح جليدي متجمد.
ومع ذلك، فإن الملاحظات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي كشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) أن هذين العالمين المتباينين يشتركان في توقيع متطابق وغير مفسر للأشعة تحت الحمراء على سطحيهما – وهي علامة على أن كيمياء مماثلة قد تتكشف في كلا العالمين على الرغم من الاختلافات الصارخة بينهما، كما يقول العلماء.
التفصيل في أ دراسة جديدةتظهر هذه الميزة عند نفس الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء على كل من تيتان وبلوتو، مما يشير إلى أنها تمتص الضوء بشكل متطابق في كلا العالمين. وتشير الإشارة إلى وجود مركب غير معروف، أو عائلة من المركبات ذات الصلة، لم يتعرف عليها العلماء بعد.
وقال برونو بيزارد، عالم الكواكب في مرصد باريس الذي قاد هذا الاكتشاف، لموقع Space.com: “إنه أمر غامض إلى حد ما”. “لا يمكننا أن نقول ما هو.”
مطاردة الإشارة
اكتشف إيزار الميزة غير المبررة لأول مرة أثناء تحليل ملاحظات تيتان اعتبارًا من نوفمبر 2022، عندما جمع تلسكوب جيمس ويب الفضائي ضوء الأشعة تحت الحمراء المتسرب عبر الضباب في نطاقات محددة للغاية وضيقة من الطول الموجي، مما يسمح للعلماء بالنظر مباشرة عبر الغلاف الجوي المعتم.
ولفهم هذا الضوء، اعتمد الباحثون على التحليل الطيفي، وهي تقنية تستخدم لتحديد المركبات من خلال الأطوال الموجية المحددة للضوء التي تمتصها. ونظرًا لأن كل جزيء يترك وراءه بصمة طيفية فريدة يمكن للتلسكوبات اكتشافها، فيمكن لعلماء الفلك التعرف بشكل روتيني على المواد عبر النظام الشمسي وخارجه، بدءًا من الجليد المائي البسيط إلى الجزيئات المعقدة.
لكن الميزة المكتشفة حديثًا لا تتطابق مع أي من أطياف المكتبة القياسية المفهرسة حتى الآن، ولا يبدو أنها مجرد صدفة من الأجهزة، كما تشير الدراسة. تم اكتشاف نفس خاصية الامتصاص بواسطة جهازين مختلفين من تلسكوب جيمس ويب الفضائي – مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec) وأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) – مما يستبعد إمكانية وجود قطعة أثرية مفيدة.
بعد فشله في العثور على تطابق مع البصمات الطيفية المفهرسة لأبسط أنواع الجليد الكوكبي وأكثرها شيوعًا، تساءل بيزارد عما إذا كان هناك عالم آخر له كيمياء جوية مماثلة قد يحمل حلاً. والتفت إلى زميله إيمانويل ليلوش من مرصد باريس، الذي قاد أ برنامج JWST التي رصدت بلوتو في مايو 2023.
“سألته: هل لديك أيضًا توقيع (على بلوتو) بهذا الطول الموجي المحدد؟”، يتذكر بيزارد في المقابلة مع موقع Space.com. “فنظرنا فوجدناها موجودة هناك”.
الحقيقة الارضية
وقال بيزارد إنه لا يوجد دليل على أن الجزيء الغامض له بصمة حيوية. بدلًا من ذلك، من المحتمل أن يعكس هذا النوع من الكيمياء الحيوية التي كانت تعمل في بيئة تيتان الخالية من الأكسجين لأكثر من 4 مليارات سنة.
أحد الاحتمالات المقنعة هو أنه ينتمي إلى عائلة الهيدروكربونات المعروفة باسم الألينات، والتي تشير الدراسة إلى أنها في الأساس المركبات العضوية الوحيدة المعروفة بإظهار نطاقات امتصاص قوية ضمن نفس نطاق الأشعة تحت الحمراء البالغ 5 ميكرون مثل الإشارة الغامضة.
وقال بيزارد إن عائلة ألين تحتوي على العديد من الاختلافات المعقدة التي لا يوجد لها أطياف كاملة بعد. وبدلاً من ذلك، يمكن أن ينتمي التوقيع إلى جزيء معروف تغيرت بصمته الطيفية، ربما لأنه مختلط مع جليد كوكبي آخر لم يتم فهرسته بالكامل بعد.
وقال بيزارد: “لدينا أطياف لأبسطها فقط”. “لكن من الممكن أن تجد ضمن هذه العائلة مركبًا واحدًا أو عدة مركبات موجودة معًا وتنتج مثل هذه الميزة الامتصاصية.”
ومهما كان المركب في النهاية، فهو وفريقه يعتقدون أنه يتشكل في الغلاف الجوي من خلال التفاعلات الكيميائية الضوئية قبل أن يتساقط الثلج على السطح في النهاية.
على الرغم من الاختلافات الصارخة بينهما، يمتلك كل من تيتان وبلوتو غلافًا جويًا يهيمن عليه النيتروجين والميثان. يعرف العلماء من ملاحظات المركبات الفضائية والمحاكاة المعملية أنه في المناطق العليا من الغلاف الجوي للكواكب، تقوم أشعة الشمس فوق البنفسجية بتفكيك هذه الجزيئات، مما يؤدي إلى سلسلة من الشظايا الكيميائية شديدة التفاعل. يتم بعد ذلك تجميع هذه الأجزاء مرة أخرى لتكوين مركبات عضوية معقدة، يتكثف بعضها ويتحول إلى مركبات عضوية معقدة الثلوج تتراجع على السطح أدناه، وهو المكان الذي اكتشفهم فيه تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
هناك خطان مختلفان من الأدلة يدعمان خط الأنابيب هذا من الغلاف الجوي إلى السطح. أولاً، قام الفريق بتحليل كيفية تصرف الإشارة عبر قرص تيتان. وتشير الدراسة إلى أنه عندما قام تلسكوب جيمس ويب الفضائي بمسح تيتان من مركز وجهه الدائري باتجاه حافته الخارجية، أو طرفه، ضعفت الإشارة الغامضة بشكل مطرد.
قال بيزارد: “هذا ما تتوقعه إذا جاء من السطح”.
وبسبب الهندسة ثلاثية الأبعاد للنظر إلى الكرة، فإن الإشارة القادمة من سطح مستو ستظهر أقوى في المركز وتزداد خفوتًا بالقرب من الحافة، حيث تصبح زاوية الرؤية عبر الغلاف الجوي أطول وأكثر حجبًا. وقال بيزارد إن سمة التعتيم المحددة هذه لم تكن مشتركة مع أول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الذي فحصه الفريق، والذي ظل دون تغيير من المركز إلى الطرف، مما ساعد الفريق على استنتاج أن هذا الجزيء الغامض من المحتمل أن يكون موجودًا على الأرض.
قدم بلوتو مجموعة مستقلة من الأدلة لدعم نظرية السطح هذه. وقال بيزارد إن غلافه الجوي القريب من الفراغ رقيق للغاية ومتناثر من الناحية الفيزيائية بحيث لا يمكنه توليد خاصية امتصاص للعمق المرصود، مما يترك السطح الصلب للكوكب القزم باعتباره المصدر الوحيد المعقول للتوقيع العميق.
لمزيد من اختبار فرضية أصل الغلاف الجوي، قام الفريق بدراسة ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي لقمر المشتري جانيميد. نظرًا لأن جانيميد يفتقر إلى الغلاف الجوي المكون من النيتروجين والميثان، فإنه لا يمكنه تشغيل نفس المحرك الكيميائي الضوئي مثل تيتان وبلوتو. ومن المؤكد أن الباحثين لم يجدوا أي أثر لهذه الميزة الغامضة، مما يقدم دعمًا إضافيًا للنظرية القائلة بأن المركب يرتبط بشكل فريد بكيمياء سماء النيتروجين والميثان.
رسم خريطة لسطح تيتان
وقد يصل المزيد من الوضوح في الأشهر المقبلة. ويقوم الباحثون حاليا بتحليل أحدث ملاحظات JWST التي توفر رؤية أكثر اكتمالا لتيتان أثناء دورانه. ستسمح البيانات للفريق برسم خريطة لبصمة الأشعة تحت الحمراء الغامضة عبر سطح القمر وتحديد ما إذا كانت مرتبطة بخصائص جيولوجية محددة، مثل حقول الكثبان الرملية الشاسعة الغنية بالمواد العضوية على تيتان، والتي تتجدد باستمرار من خلال رذاذ بطيء من الجزيئات المعقدة المنتجة في الغلاف الجوي، كما قال بيزارد.
قد يتعين انتظار المزيد من الأدلة حتى تصل مهمة Dragonfly التابعة لناسا، والتي من المتوقع أن تقوم بها طائرة عمودية بحجم السيارة إطلاق في عام 2028 ويصل إلى تيتان في منتصف ثلاثينيات القرن الحالي.
على الرغم من أن Dragonfly لا يحمل مطياف الأشعة تحت الحمراء لتكرار قياسات الضوء التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، إلا أن مطياف الكتلة الموجود على متنه سيسمح له “بتذوق” الجزيئات العضوية عبر مختلف المناطق الجيولوجية المثيرة للاهتمام التي ستطير إليها المركبة الفضائية. وقال بيزارد إنه من خلال الكشف عن المركبات الموجودة بالفعل على سطح تيتان، يمكن للمهمة أن تمنح العلماء قائمة مختصرة من المرشحين لتكرارها في المختبرات على الأرض لمعرفة ما إذا كانت تتطابق مع سمات الجزيء الغامض.
وقال بيزارد: “إنه أمر مثير دائمًا أن تكتشف شيئًا لم يسبق له مثيل”. “إنه حقًا أجمل جزء من عملنا.”
ال دراسة جديدة تم قبوله للنشر في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
تنويه من موقع “beiruttime-lb.com”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.space.com
بتاريخ: 2026-07-21 02:00:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “beiruttime-lb.com”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
