عجائب الفضاء: رياح شمسية وزلازل في القمر والمريخ
مروة الاسدي
2019-12-17 07:25
على مر التاريخ، قدم لنا الفلكيون اكتشافات باهرة؛ كواكب جديدة، نجوم تنفجر، مجرات عند حافة الكون أما الآن، فهم على وشك الوصول إلى الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة من أي اكتشاف آخر، فما زال الانسان يدأب في اكتشاف اسرار الكواكب في قلب المجرات والكون الفسيح، من خلال الابحاث والدراسات والرحلات العلمية الى اعماق الفضاء، فضلا عن إرسال العديد من التلسكوبات إلى الفضاء الخارجي بواسطة وكالات الفضاء حول العالم وبخاصة ناسا وبفضل هذه التلسكوبات تمكن العلماء من رؤية مالم يكن بالإمكان رؤيته من على الارض لتصل الينا معلومات مدهشة حيث تملك التلسكوبات الفضائية القدرة على تلقي مختلف الاشعاعات الضوئية مثل اشعة إكس والفوق بنفسجية، وهي اشعة لا تخترق المجال الجوي للأرض، ولهذا السبب لا تلتقطها التلسكوبات الارضية.
وقد ذكر الله رب العز والجلالة في كتابه الكريم عن اسرار الكون بقوله تعالى (إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ وَاخْتِلافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ لآياتٍ لأُولِي الأَلْبَابِ * الَّذِينَ يَذْكُرُونَ اللَّهَ قِيَاماً وَقُعُوداً وَعَلَى جُنُوبِهِمْ وَيَتَفَكَّرُونَ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالأرْضِ رَبَّنَا مَا خَلَقْتَ هَذَا بَاطِلاً سُبْحَانَكَ فَقِنَا عَذَابَ النَّارِ).
اليكم بعض العجائب التي اكتشفتها هذه التلسكوبات في كوننا الشاسع وأنا أضمن لك الدهشة والاستمتاع!، مؤخرا اعتمد علم الفلك كثيرا على الحسابات الرياضية ونماذج المحاكاة المعلوماتية في الكشوفات الكبرى، منها اكتشاف الكوكب نبتون في القرن التاسع عشر وآخرها احتمال اكتشاف كوكب تاسع في المجموعة الشمسية قبل ايام، لكن هذه الطرق التي لا تعتمد المراقبة المباشرة تبقى تكهنات في نظر البعض.
وتبقى ابحاث العلماء عن كواكب اخرى قابلة للحياة ابحاثا نظرية، اذ انه لا يمكن للبشر حتى الآن السفر في الفضاء سوى للاجرام القريبة جدا من الارض، اما تلك التي تبعد سنوات ضوئية، ومنها ما يبعد ملايين السنوات الضوئية، فلا يمكن الذهاب اليها الا ان تمكن الانسان يوما ما من السفر عبر الزمن.
وعليه في هذا الكون الذي نعيش فيه يكتشف العلماء كل يوم معلومة جديدة تضيف الدهشة إلينا من غرائب الكون، فنتعرف عليها بشكل مفصل كما في التقرير والدراسات ادناه.
ثقب أسود ضخم يغير مفهوم تطور النجوم
اكتشف علماء فلك ثقبا أسود في مجرة درب التبانة ضخما لدرجة أنه يدفع إلى التشكيك في النظريات الحالية لطريقة تطور النجوم، وفق ما قال باحثون الخميس. ويبعد "إل بي-1" 15 ألف سنة ضوئية عن الأرض ويملك كتلة أكبر 70 مرة من كتلة الشمس وفقا لمجلة "نيتشر"، وأشار ليو جيفنغ من المرصد الوطني لعلم الفلك الصيني الذي قاد البحث، إلى أنه يقدر أن درب التبانة تضم 100 مليون ثقب أسود نجمي، لكن حجم كتلة "إل بي-1" أكبر مما كان يعتقد العلماء أنه ممكن. مضيفا أنه "ينبغي ألا توجد ثقوب سوداء بهذا الحجم في مجرتنا وفقا لمعظم النظريات السائدة حول تطور النجوم".
ويعتقد العلماء أن هناك نوعين من الثقوب السوداء. وتتشكل الثقوب السوداء النجمية الأكثر شيوعا، وهي أكبر من الشمس بـ20 مرة، عندما ينهار نجم كبير جدا على نفسه. لكن حجم الثقوب السوداء الضخمة هو أكبر بمليون مرة على الأقل من حجم الشمس وأصولها غير مؤكدة، لكن الباحثين يعتقدون أن النجوم النموذجية في درب التبانة تلقي معظم غازاتها من خلال الرياح النجمية ما يحول دون ظهور ثقب أسود بحجم "إل بي-1" كما قال ليو.
وقال الفيزيائي ديفيد رايتزي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الذي لم يشارك في الاكتشاف لوكالة الأنباء الفرنسية إن علماء الفلك ما زالوا في بداية فهمهم "لوفرة الثقوب السوداء والآليات التي تتشكل من خلالها"، وقد اكتشف مرصد الموجات الثقالية بالتداخل الليزري (ليغو) في المعهد الأمريكي الذي يشرف عليه رايتزي في السابق تموجات في "الزمكان" (الزمان+المكان) تشير إلى احتمال وجود ثقوب سوداء في مجرات بعيدة كانت أكبر بكثير مما كان يعتقد، وعادة ما تتشكل الثقوب السوداء النجمية عقب انفجارات نجمية هائلة (سوبر نوفا) وهي ظاهرة تحدث عندما تحترق النجوم الكبيرة في نهاية حياتها، تقع الكتلة الضخمة من "إلى بي-1" في نطاق "يعرف باسم فجوة عدم استقرار الزوج حيث ينبغي ألا تحصل السوبر نوفا" وفقا لرايتزي. وهو أوضح "وهذا يعني أنه نوع جديد من الثقوب السوداء تتشكل بواسطة آلية أخرى".
عوالم مثل الأرض شائعة في الكون
تظهر طريقة جديدة في دراسة الكواكب في مجموعات شمسية أخرى، من خلال إجراء تحليل لحطام كواكب ابتلعها نوع من النجوم يسمى القزم الأبيض، أن العوالم الصخرية التي لها كيمياء جيولوجية مشابهة للأرض قد تكون شائعة في الكون.
وفحص باحثون في الدراسة ستة نجوم من الأقزام البيضاء التي ابتلعت بقايا كواكب وأجرام صخرية أخرى في مدارها بسبب جاذبيتها القوية وحولتها لغبار وشظايا، وخلص الباحثون إلى أن تلك المواد تشبه إلى حد كبير ما يوجد على الكواكب الصخرية مثل الأرض والمريخ في نظامنا الشمسي، وبما أن الأرض تحتضن أشكالا متنوعة ووفيرة من الحياة فيعتبر الكشف أحدث دليل على أن كواكب قادرة على استضافة حياة مماثلة موجودة بأعداد كبيرة خارج مجموعتنا الشمسية، وقال إدوارد يانج أستاذ الكيمياء الجيولوجية والكونية في جامعة كاليفورنيا في لوس انجليس الذي شارك في قيادة فريق باحثي الدراسة التي نشرت في دورية ساينس ”كلما اكتشفنا أوجه تشابه بين كواكبنا في مجموعتنا الشمسية وتلك التي تدور حول نجوم أخرى زاد ذلك من احتمالات أن الأرض ليست استثنائية... وكلما زادت الكواكب الشبيهة بالأرض زادت احتمالات وجود حياة كما نعرفها“، ورصدت كواكب خارج مجموعتنا الشمسية للمرة الأولى في التسعينيات لكن كان من الصعب على العلماء التعرف على تكوينها ولذلك قدمت دراسة الأقزام البيضاء سبيلا جديدا لاستكشاف ذلك.
والنجم المسمى بالقزم الأبيض هو اللب المحترق لنجم مثل الشمس وخلال احتضاره تنفجر الطبقة الخارجية للنجم أما الباقي فينهار للداخل مشكلا جرما شديد الكثافة وصغير نسبيا بما يعتبر من أكثر المواد كثافة في الكون ولا يفوقه إلا نجوم النيترون والثقوب السوداء، أما مصير الكواكب والأجسام الأخرى التي كانت تدور حول هذا النجم فيكون إما أن تهيم في الفضاء بين النجوم والكواكب أو أن تقترب من مجال الجاذبية الهائل للقزم الأبيض الذي يبتلعها، وتقول كبيرة باحثي الدراسة ألكساندرا دويل ”ستتحول تلك الكواكب لغبار وسيبدأ في الغوص في النجم بعيدا على الأنظار... من هنا جاءت فكرة ’التشريح‘“، وأوضحت أن مراقبة العناصر الناتجة من الكواكب المدمرة والأجسام الأخرى داخل القزم الأبيض يمكن العلماء من فهم مكوناتهان وأقرب النجوم الستة في الدراسة يبعد حوالي 200 سنة ضوئية عن الأرض وأبعدها يقع على مسافة 665 سنة ضوئية.
بخار ماء بالغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية
ذكرت دراسة نشرت أن علماء رصدوا لأول مرة بخار ماء بالغلاف الجوي لكوكب يشبه الأرض يدور حول نجم بعيد، في دليل على وجود مكون أساسي للحياة خارج النظام الشمسي، وعثر على بخار الماء بالغلاف الجوي لكوكب (كيه2-18بي) وهو واحد من مئات الكواكب تتراوح في الحجم بين كوكبي الأرض ونبتون. وجرى توثيق هذه الكواكب في فرع جديد لعلم الفلك مخصص لاستكشاف ما يسمى بالكواكب الموجودة خارج المجموعة الشمسية في أماكن أخرى بمجرة درب التبانة، وتم رصد أكثر من أربعة آلاف من هذه الكواكب من كافة الأنواع والأحجام في المجمل خارج المجموعة الشمسية.
وورد الاكتشاف الأحدث في بحث أجراه فريق من العلماء بكلية لندن الجامعية نشر في دورية (نيتشر أسترونومي)، وقال إينجو فالدمان أستاذ علم فيزياء الفلك بكلية لندن الجامعية لرويترز ”عثرنا على مياه“. وظهر الاكتشاف الجديد من خلال عمليات رصد بواسطة تلسكوب الفضاء هابل، الذي حلل ضوء النجم المتسرب عبر الغلاف الجوي للكوكب (كيه2-18بي)، وبصورة أدق، فإن هذه هي المرة الأولى التي يعثر فيها علماء على الماء بالغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم في نطاق ”المنطقة الصالحة للحياة“ وهي المسافة التي من المحتمل أن يوجد فيها الماء في الحالة السائلة فوق سطح الكوكب، وقال أنجيلوس تسياراس المتخصص في علم الفلك بكلية لندن الجامعية إن فريق العلماء يركز على تحديد الكواكب التي تشبه الأرض خارج المجموعة الشمسية.
لمحة نادرة عن كوكب بحجم الأرض خارج المجموعة الشمسية
كشفت عمليات الرصد المباشرة من تلسكوب فضائي تابع لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) ولأول مرة عن وجود غلاف جوي فارغ حول كوكب صخري بحجم الأرض خارج نظامنا الشمسي يدور على غرار نجم في المجرة.
جاء ذلك في دراسة نشرتها دورية نيتشر العلمية أمس الاثنين وذكرت أن سطح ذلك الكوكب البعيد يتشابه على الأرجح مع سطح القمر الخارجي القاحل أو سطح عطارد ويُحتمل أن يكون مُغطى بصخر بركاني داكن.
ويقع الكوكب على بعد 48.6 سنة ضوئية عن الأرض وهو واحد من أكثر من أربعة آلاف جسم يطلق عليها كواكب خارج المجموعة الشمسية وتم خلال العقدين الماضيين اكتشاف أنها تدور حول نجوم بعيدة في مجرتنا درب التبانة.
ويُطلق العلماء على الكوكب (إل.إتش.إس 3488بي) ويعادل حجمه حوالي 1.3 حجم كوكب الأرض وتبلغ مدة دورته 11 ساعة، وهو يدور حول نجم صغير بارد نسبيا من النجوم التي يُطلق عليها (الأقزام الحمراء)، وهو نوع من النجوم الأكثر شيوعا والأطول بقاء في المجرة، وتقول الدراسة إنه يحتمل أن يكون افتقار الكوكب إلى غلاف جوي راجعا للإشعاع الكثيف من نجم القزم الأحمر الأم الذي يبعث مستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية رغم أنه مُعتم بالمعايير النجمية.
ومن المرجح أن تزيد الدراسة من النقاش بين علماء الفلك حول ما إن كان البحث عن أحوال يمكن وجود حياة فيها خارج نظامنا الشمسي يجب أن يركز على الكواكب في محيط الأقزام الحمراء التي تمثل حوالي 75 في المئة من نجوم درب التبانة أم على نجوم أقل شيوعا وأكبر حجما وأكثر سخونة أشبه بالشمس.
زحل "ملك الأقمار" بعد رصد 20 قمرا آخر
تُوج كوكب زحل ”ملكا للأقمار“ بنظامنا الشمسي بعدما رصد علماء الفلك 20 قمرا آخر تدور حول الكوكب العملاق ليصبح العدد الكلي لأقماره المعروفة 82، أي أكثر بثلاثة أقمار عن المشترى، ورصد فريق بحثي بقيادة عالم الفلك سكوت شيبارد من معهد كارنيجي للعلوم بواشنطن الأقمار الصغيرة التي يتراوح قطرها بين ثلاثة وستة كيلومترات باستخدام مرصد سوبارو في هاواي، وقال شيبارد في مقابلة عبر البريد الإلكتروني يوم الأربعاء ”زحل ملك الأقمار“، وأعلن مركز الكواكب الصغيرة التابع للاتحاد الفلكي الدولي عن الكشف، ويدور أحد هذه الأقمار على مسافة هائلة من زحل تصل إلى نحو 24 مليون كيلومتر، وهي مسافة أبعد بكثير مما عليه أي من أقماره الأخرى. وعلى سبيل المقارنة، يدور القمر التابع للأرض على بعد 386 ألف كيلومتر منها، وتدور 17 من الأقمار التي رُصدت حديثا في الاتجاه المعاكس لدوران الكوكب، فيما تدور الثلاثة الأخرى في نفس اتجاه دورانه، كما يحدث عادة لأقمار باقي الكواكب، وقال شيبارد إنه يبدو أن عددا من هذه الأقمار شظايا أقمار أكبر دمرت جراء الاصطدام بأقمار أخرى أو بمذنبات وكويكبات مارة في الأزمان السحيقة، كما هو حال بعض الأقمار التسعة والسبعين التي تدور حول المشترى.
وزحل كوكب عملاق مكون بالأساس من الهيدروجين والهيليوم وهو ثاني أكبر كواكب المجموعة الشمسية بعد المشترى وترتيبه السادس من الشمس. ويصل قطره إلى حوالي 116 ألف كيلومتر، فيما يبلغ قطر الأرض نحو 12700 كيلومتر، والأقمار التي رصدت أصغر بكثير من أكبر أقمار زحل وهو القمر المتجمد تايتن الذي يبلغ قطره نحو 5150 كيلومترا.
الزلازل تكشف أن باطن القمر نشط تكتونيا
كشف تحليل جديد لزلازل جرى قياسها بأجهزة قياس تعمل على سطح القمر من عام 1969 و1977 أن القمر نشط زلزاليا مثل كوكب الأرض وليس خاملا مثلما كان بعض العلماء يعتقدون، وتتبع الباحثون الذين يدرسون بيانات الزلازل التي جُمعت خلال مهمات المركبة أبولو التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) موقع بعض الزلازل إلى تلال تكونت على سطح القمر في فترة قريبة نسبيا بالمعايير الجيولوجية نتيجة الانكماش المستمر للقمر مع انخفاض درجات حرارة طبقاته الداخلية.
وقال توماس ووترز العالم بمعهد سميثسونيان، والذي قاد الابحاث المنشورة في دورية (نيتشرز جيوساينس) ”يعني هذا أن القمر تمكن من أن يظل نشطا زلزاليا لمدة 4.51 مليار عام“، وتحدث الأنشطة الزلزالية على كوكب الأرض نتيجة طبقاته الداخلية الساخنة. أما القمر الذي يدور حول الأرض على مسافة نحو 385 ألف كيلومترا فيبلغ قطره نحو 3475 كيلومترا أي أعلى قليلا من ربع قطر الأرض، وأظهرت صور التقطها مستكشف القمر المداري أن القمر انكمش تدريجيا مع انخفاض درجات حرارة طبقاته الداخلية ونتيجة لذلك ظهرت على سطحه تصدعات صغيرة.
المسبار "سييس" يرصد أول هزة زلزالية على كوكب المريخ
أعلن علماء فضاء عن رصد أول هزة زلزالية معروفة على سطح المريخ، في اكتشاف قد يضيء على أصول هذا الكوكب، وتمكن العلماء من رصد هذه الهزة بفضل المسبار الفرنسي "سييس" الشبيه بالقبة، والذي هبط على الكوكب الأحمر بواسطة مركبة "إنسايت" التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا في ديسمبر/كانون الأول الماضي.
وتقيس أدوات هذا المسبار الهزات السطحية الناتجة عن الطقس لكنها أيضا قادرة على اكتشاف الحركة من أعماق الكوكب الناتجة عن النيازك، وقال الباحث فيليب لونيون "إنه أمر رائع أن نحصل في النهاية على دليل على أنه لا يزال هناك نشاط زلزالي على المريخ". وأضاف "انتظرنا هذا الزلزال لأشهر".
ووفق بروس بانيرد من "ناسا" اكتشاف الزلزال "يمثل ولادة تخصص جديد: علم الزلازل على المريخ"، وقال الباحثون إنهم لا يزالون يعملون لتأكيد سبب الهزة التي رصدت في 6 نيسان/أبريل والتأكد من أنها جاءت من داخل الكوكب ولم تسببها الرياح أو غيرها من مصادر الضوضاء المضللة. ولفتوا إلى أن ثلاث إشارات أخرى مماثلة لكن أضعف من الهزات قد التقطها الجهاز، ويأمل الفريق بأن يكون قادرا على جمع المعلومات حول النشاط في مركز المريخ، بهدف الحصول على فكرة عن تكوينه قبل مليارات السنين.
كوكب ضخم ربما ارتطم بالمشتري منذ زمن بعيد
قال باحثون إن كوكبا في طور التكوين تبلغ كتلته عشرة أمثال كتلة الأرض ربما اصطدم بكوكب المشتري، أكبر كواكب المجموعة الشمسية، بعد فترة وجيزة من اكتماله في تصادم رهيب ترك آثارا دائمة على ما يبدو على قلب المشتري.
وقد يكون التصادم العنيف، الذي يفترض العلماء أنه سيفسر المعلومات التي جمعتها مركبة الفضاء ”جونو“ التابعة لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا)، قد وقع بعد ملايين السنين من ميلاد الشمس قبل نحو 4.5 مليار عام.
وقال عالم الفلك اندريا إيسيلا الباحث في جامعة رايس في مدينة هيوستون الأمريكية ”نعتقد أن التصادمات خاصة التصادمات الضخمة ربما كانت شائعة خلال فترة تكوين النظام الشمسي. فعلى سبيل المثال، نعتقد أن قمرنا تشكل بعد حدث مماثل. لكن التصادم الذي نفترض حدوثه مع المشتري كان هائلا“.
ووفقا لهذا السيناريو فإن الكوكب، الذي كان في طور التكوين واصطدم بالمشتري، انغمس في أعماق الكوكب الضخم الذي ابتلعه، ويصل قطر المشتري، الكوكب الغازي الضخم الذي تغطيه سحب حمراء وبنية وصفراء وبيضاء كثيفة، إلى 143 ألف كيلومتر.
وقال شانغ فاي ليو أستاذ الفلك المشارك في جامعة صن يات-سن بمدينة تشوهاي الصينية ورئيس فريق البحث المنشور بدورية ”نيتشر“ ”يقيس جونو مجال الجاذبية للمشتري بدقة استثنائية. العلماء يستخدمون هذه المعلومات لتحديد المواد التي يتألف منها الكوكب وهياكله الداخلية“.
مفاجآت عجيبة عن الرياح الشمسية
تعطي مجموعة من البيانات الجديدة الواردة من مسبار تابع لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا) رؤية فريدة للرياح الشمسية والطقس في الفضاء بصورة عامة أكبر حيث مرت المركبة من الجزء الأبعد للغلاف الجوي للشمس.
وقدم علماء تفصيلا لأول نتائج منشورة من مسبار باركر الشمسي، وهو مركبة فضاء أطلقت في عام 2018 في رحلة اقتربت من الشمس على نحو أكبر من أي جهاز أو مركبة أخرى، وتقدم النتائج تفاصيل جديدة حول كيفية تأثير الشمس في طقس الفضاء، وهي تعيد تشكيل فهم علماء الفلك للرياح الشمسية العنيفة التي قد تشوش على الأقمار الصناعية وعلى الأجهزة الإلكترونية على الأرض.
وقالت نيكولا فوكس مديرة قسم الفيزياء الشمسية في وكالة الفضاء الأمريكية لرويترز ”من المؤكد أننا كنا نتطلع إلى رؤية ظواهر جديدة وعمليات جديدة عندما نقترب من الشمس، وقد وجدناها بالتأكيد“، وتابعت قائلة ”بعض المعلومات التي توصلنا إليها أكدت إلى حد كبير ما توقعناه لكن بعضها لم يكن متوقعا بالمرة“.
تبعد الأرض حوالي 93 مليون ميل عن الشمس. واستطاع المسبار أن يقترب من الشمس لمسافة 15 مليون ميل (24 مليون كيلومتر) لجمع بيانات استخدمت في الدراسات المنشورة في دورية نيتشر. وسيقترب المسبار في وقت لاحق لمسافة أربعة ملايين ميل (ستة ملايين كيلومتر) من سطح الشمس، وهي مسافة أقرب سبع مرات مما وصلت إليه أي مركبة فضاء سابقة، وتعرض المسبار لحرارة شديدة وهو يحلق في الجزء الأبعد للغلاف الجوي للشمس والذي يعرف باسم الهالة الشمسية ويطلق الرياح الشمسية، وهي جزيئات ساخنة ونشطة ومشحونة تتدفق من الشمس وتملأ المجموعة الشمسية.
وكان يعتقد في السابق أن التذبذبات في سرعة هذه الجزئيات المشحونة التي تتدفق من الهالة الشمسية تتبدد تدريجيا مثلما تتبدد الموجات التي تحدث بعد النقر على وتر جيتار من المنتصف، وأحد ”المفاجآت الكبيرة حقا“ حسبما أشار أحد الباحثين هي رصد صعود مفاجئ وحاد في سرعة الرياح الشمسية كان من الشدة بحيث يجعل المجال المغناطيسي يدور حول نفسه في ظاهرة تسمى بظاهرة التعرجات.
وقال جاستن كاسبر، وهو باحث رئيسي قام فريقه في جامعة ميشيجان ببناء أداة تستشعر الرياح الشمسية في المسبار باركر ”نجد هذه الموجات المنفصلة والقوية التي تجرف مركبة الفضاء، وهي من نوع يشبه موجات مارقة في المحيط“، مضيفا أنها تحمل قدرا هائلا من الطاقة، وتابع قائلا ”ستغير بقوة نظرياتنا عن الكيفية التي تسخن بها الهالة والرياح الشمسية“.