توصلت دراسة جديدة أجراها فريق بحث بلجيكي إلى أن معدن الحديد والنيكل يتواجدان في أجواء المذنبات التي تسير في نظامنا الشمسي، حتى تلك البعيدة عن الشمس. وتم الحصول على هذه النتائج بمساعدة البيانات التي تم جمعها من التلسكوب الكبير جدًا الموجود على جبل سيرو بارانال، على ارتفاع 2,635 مترًا في صحراء أتاكاما شمال تشيلي.
[ترجمة د. موشيه نحماني]
وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على معادن ثقيلة، والتي توجد عادة في البيئات الحارة، في البيئة الباردة للمذنبات البعيدة. وقال: "لقد كانت مفاجأة كبيرة أن نجد ذرات الحديد والنيكل في أجواء جميع المذنبات التي رصدناها في العقدين الأخيرين، حوالي عشرين منها، وحتى في تلك البعيدة عن الشمس في بيئة فضائية شديدة البرودة". جان مانفرويد من جامعة لييج في بلجيكا، الذي قاد الدراسة الجديدة حول المذنبات في النظام الشمسي والتي نُشرت منذ فترة طويلة في المجلة العلمية المرموقة الطبيعة.
يعرف علماء الفلك بالفعل أن المعادن الثقيلة موجودة بالفعل في الغبار والجزء الداخلي الصخري للمذنبات. ومع ذلك، وبالنظر إلى حقيقة أن المعادن ذات الحالة الصلبة لا تتحول عادة إلى الحالة الغازية عند درجات حرارة منخفضة، فإنهم لم يتوقعوا العثور عليها في بيئات المذنبات الباردة التي تتحرك بعيدا عن الشمس الحارة. تم الآن اكتشاف أبخرة النيكل والحديد حتى في المذنبات التي تم رصدها على بعد أكثر من 480 مليون كيلومتر من الشمس، أي ثلاثة أضعاف المسافة من الأرض إلى الشمس. وعثر فريق البحث البلجيكي على الحديد والنيكل في أجواء المذنبات بكميات متطابقة تقريبا. المواد الموجودة في نظامنا الشمسي، على سبيل المثال تلك الموجودة في الشمس والنيازك، تحتوي عادة على حديد أكثر بعشر مرات من النيكل. هذه النتائج الجديدة لها آثار على فهم علماء الفلك لنظامنا الشمسي البدائي. "تشكلت المذنبات قبل حوالي 4.6 مليار سنة، في الفترة الأولية لنظامنا الشمسي، ولم تتغير تقريبا منذ ذلك الحين. وبهذا المعنى فهي مثل الحفريات بالنسبة لعلماء الفلك"، كما يقول أحد مؤلفي المقال. ورغم أن فريق البحث البلجيكي ظل يدرس هذه الأجسام الشبيهة بالحفريات بالتلسكوب الكبير جدا منذ عشرين عاما، إلا أنه لم يرصد وجود النيكل والحديد حتى الآن. وقال الباحث الرئيسي: "لقد تم التغاضي عن هذا الاكتشاف لسنوات عديدة".
استخدم فريق البحث البيانات التي تم جمعها من التلسكوب كجزء من طريقة تعرف باسم التحليل الطيفي، والتي تمكن علماء الفلك من خلالها من فهم التركيب الكيميائي للأجسام الكونية: كل عنصر لديه "بصمة" طيفية فريدة من نوعها - مجموعة خطوط الامتصاص - في طيف الضوء المنعكس عن ذلك الجسم. وباستخدام هذه الطريقة، تمكن الفريق البلجيكي من تحديد الامتصاصات الطيفية الضعيفة وغير المحددة ضمن البيانات التي تم الحصول عليها من التلسكوب، وبعد تحليل أكثر دقة أدركوا أن خطوط الامتصاص هذه تتوافق مع ذرات محايدة لعنصري الحديد والنيكل. ومن الصعب للغاية تحديد مواقع العناصر الثقيلة في ضوء حقيقة وجودها بكميات صغيرة للغاية: ويقدر الفريق أنه في كل كيلوغرام واحد من الماء في الغلاف الجوي للمذنب يوجد جرام واحد فقط من الحديد، وكمية مماثلة من النيكل. . "عادة ما تكون هناك كمية من الحديد أكبر بعشر مرات من كمية النيكل، ولكن في هذه المذنبات وجد أن كميات العنصرين متشابهة. وتوصلنا إلى استنتاج مفاده أنها ربما تكونت من نوع خاص من مادة مشتركة المصدر كانت موجودة على سطح نوى المذنب، وهي مادة تحولت إلى الحالة الغازية عند درجة حرارة منخفضة نسبيا، مع انبعاث الحديد و وأوضح الباحث الرئيسي أن ذرات النيكل بنسب كمية متطابقة. وعلى الرغم من أن الفريق لا يزال غير متأكد من نوع المادة المصدرية، فإن التقدم التكنولوجي في مجال علم الفلك سيسمح لهم في المستقبل بالتحقق من مصدر المادة لهذين العنصرين الموجودين في المذنبات. ويأمل الفريق البلجيكي أن تمهد نتائج بحثهم الطريق للبحث المستقبلي - وقال الباحث الرئيسي: "سيبحث الباحثون الآن عن خطوط الامتصاص هذه في البيانات السابقة التي جمعوها هم والتلسكوبات الأخرى". "نعتقد أن بحثنا سيسرع أيضًا الأبحاث الجديدة حول هذا الموضوع."
دراسة رائعة أخرى نشرت منذ فترة طويلة في المجلة المرموقةالطبيعة يظهر أن المعادن الثقيلة موجودة أيضًا في الغلاف الجوي للمذنب بين النجوم الذي يرمز إليه 2I / بوريسوف. ورصد فريق بحثي من بولندا هذا الجسم، وهو أول مذنب خارج الأرض يصل إلى نظامنا الشمسي، باستخدام مطياف الأشعة السينية في نفس موقع التلسكوب في تشيلي منذ حوالي عام ونصف. واكتشفوا أن الجو البارد لهذا المذنب يحتوي على النيكل في حالته الغازية. "في البداية كان من الصعب علينا أن نصدق أنه يمكن بالفعل العثور على النيكل الذري في هذا المذنب الذي يتحرك بعيدًا عن شمسنا. وقال أحد الباحثين من جامعة جاجيلونيان في بولندا: "لقد كنا بحاجة إلى المزيد من الاختبارات والتجارب قبل أن نقنع أنفسنا بأن هذا هو الحال بالفعل". تعتبر هذه النتيجة مفاجئة في ضوء حقيقة أنه قبل نشر هاتين الدراستين، تم ملاحظة غازات ذرات المعادن الثقيلة فقط في البيئات الساخنة، كما هو الحال في الأجواء شديدة الحرارة للكواكب خارج المجموعة الشمسية (الكواكب الخارجية) أو في أبخرة المذنبات. التحرك بالقرب من الشمس. تمت ملاحظة المذنب 2I/Borisov عندما كان على بعد 300 مليون كيلومتر من الشمس، أي ضعف المسافة بين الأرض والشمس.
تعد دراسة الأجسام الموجودة بين النجوم بالتفصيل أساسًا أساسيًا في العلوم نظرًا لأنها تحتوي على معلومات قيمة حول أصل الأنظمة النجمية خارج كوكب الأرض. يقول أحد الباحثين: "فجأة ندرك أن النيكل الغازي يمكن العثور عليه بالفعل في الغلاف الجوي للمذنبات في الزوايا البعيدة لمجرتنا".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 2
جاء في المقال الأصلي أنه في كل 100 كجم من البخار يوجد جرام واحد من الحديد وجرام واحد من النيكل. هذا هو 10 جزء في المليون. يرجى شراء وتنزيل هذه المذكرة.
إن المذنبات تطفو بالفعل في الفضاء الفارغ والبارد اليوم، لكنها نشأت (على ما يبدو) من ظواهر شديدة الحرارة، وانفجارات سوبر نوفا، كما تشكلت سحب الغبار الكوني التي تشكلت منها الأنظمة النجمية والكواكب المحيطة بها. . ومع ذلك فإن تركيز الحديد في المذنب صغير نسبيا بالنسبة لكوكب شبيه بالأرض، في حين أن نسبة الماء المتجمد (الجليد) في نواته وذرات الغاز الخفيف في ذيله كبيرة جدا (بفضل البرودة التي تقلل بشكل كبير) (التشتت الحراري ما دام المذنب بعيدا عن الشمس)، لكن لا يوجد سبب لاختلاف جوهري أكثر من الاختلافات العشوائية التي حدثت وقت الانفجار وتناثر شظايا النجم المنفجر.