لقد حسب الباحثون أنه يجب أن يكون هناك عدد كبير جدًا من الأجسام بين النجوم مثل أومواموا. وقال المؤلف الرئيسي للدراسة: "إن اكتشاف أومواموا يعني أن عدد الأجسام الصخرية بين النجوم أكبر بكثير مما كنا نعتقد سابقا". "في المتوسط، سيصدر كل نظام كوكبي ما مجموعه حوالي مائة تريليون جسم مثل أومواموا. نحن بحاجة إلى بناء سيناريو شائع جدًا لإنشاء هذا النوع من الكائنات."
منذ اكتشافه في عام 2017، يحيط جو من الغموض بأول جسم بين النجوم معروف يزور نظامنا الشمسي، وهو جسم ممدود على شكل سيجار يسمى "أومواموا" ("رسول من الماضي البعيد الذي يصل أولا" بلغة هاواي). كيف خلقت ومن أين أتت؟ تقدم دراسة جديدة نشرت في 13 أبريل في مجلة Nature Astronomy أول إجابة شاملة لهذه الأسئلة.
المؤلف الأول يون تشانغ في المراصد الفلكية الوطنية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم والمؤلف المشارك دوغلاس ن. بحر. استخدم لين من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز عمليات محاكاة حاسوبية لإظهار كيف يمكن لأجسام مثل أومواموا أن تتشكل تحت تأثير قوى المد والجزر مثل تلك التي تشعر بها محيطات الأرض. تشرح نظريتهم في التكوين جميع السمات غير العادية لأومواموا.
وقال لين، الأستاذ الفخري لعلم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا: "لقد أظهرنا أن الأجسام بين النجوم الشبيهة بأومواموا يمكن أن تتشكل من خلال التفكك الهائل الذي تسببه قوى المد والجزر أثناء لقاءات قريبة بين أجسامها الأم ونجومها المضيفة، ثم يتم قذفها إلى الفضاء بين النجوم". جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز.
تم اكتشاف أومواموا في 19 أكتوبر 2017 بواسطة تلسكوب المسح البانورامي ونظام الاستجابة السريعة 1 (Pan-STARRS1) في هاواي، وهو لا يشبه تمامًا أي شيء آخر في نظامنا الشمسي، وفقًا لتشانغ. سطحه الجاف وشكله الممدود غير المعتاد وحركته غير المفهومة جعلت بعض العلماء يتساءلون عما إذا كان مسبارًا فضائيًا. وقال تشانغ: "إنه جسم غامض حقا، لكن بعض العلامات، مثل لونه وعدم وجود انبعاث راديوي، تشير إلى أن أومواموا جسم طبيعي".
وقال لين: "هدفنا هو التوصل إلى سيناريو شامل، يعتمد على مبادئ فيزيائية مفهومة جيدا، لربط جميع القرائن المثيرة".
توقع علماء الفلك أن يكون أول جسم بين النجوم اكتشفوه عبارة عن جسم جليدي يشبه المذنب. الأجسام الجليدية مثل تلك التي تسكن سحابة أورت، وهي خزان من المذنبات في المنطقة الخارجية لنظامنا الشمسي، تتطور على مسافات كبيرة من نجومها المضيفة، وهي غنية بالمواد المتطايرة، وغالباً ما يتم طردها من أنظمتها المضيفة عن طريق تفاعلات الجاذبية. كما أنها مرئية بشكل كبير بسبب تسامي المركبات المتطايرة، التي تشكل ذيل المذنب عندما تسخنه الشمس. ومع ذلك، فإن مظهر أومواموا الجاف يشبه الأجسام الصخرية مثل كويكبات النظام الشمسي، وهذا يشير إلى سيناريو قذف مختلف.
وقد حسب باحثون آخرون أنه يجب أن يكون هناك عدد كبير جدًا من الأجسام بين النجوم مثل أومواموا. وقال تشانغ: "إن اكتشاف أومواموا يعني أن عدد الأجسام الصخرية بين النجوم أكبر بكثير مما كنا نعتقد سابقا". "في المتوسط، سيصدر كل نظام كوكبي ما مجموعه حوالي مائة تريليون جسم مثل أومواموا. نحن بحاجة إلى بناء سيناريو شائع جدًا لإنشاء هذا النوع من الكائنات."
عندما يمر جسم صغير نسبيًا بالقرب من جسم أكبر، يمكن لقوى المد والجزر للجسم الأكبر أن تمزق الجسم الأصغر، كما حدث للمذنب شوميكر-ليفي 9 عندما اقترب من المشتري. يمكن لعمليات التمزيق التي تقوم بها قوى المد والجزر أن تقذف الحطام إلى الفضاء بين النجوم، وقد تم اقتراح هذا كمصدر محتمل لأومواموا. ولكن لا يزال هناك الكثير من عدم اليقين بشأن ما إذا كانت مثل هذه العملية يمكن أن تفسر خصائص أومواموا غير المفهومة.
أجرى تشانغ ولين عمليات محاكاة حاسوبية عالية الدقة لنمذجة الديناميكيات الهيكلية لجسم يتحرك بالقرب من النجم. ووجدوا أنه إذا اقترب الجسم بدرجة كافية من النجم، فيمكن للنجم أن يمزقه إلى أجزاء طويلة جدًا يتم قذفها بعد ذلك إلى الفضاء بين النجوم.
"الشكل الممدود يكون أكثر إقناعا عندما تأخذ في الاعتبار التغير في قوة المواد أثناء اللقاء مع النجم. وقال تشانغ: "إن النسبة بين المحور الطويل والمحور القصير يمكن أن تكون أكبر من عشرة إلى واحد".
وأظهرت النمذجة الحرارية التي أجراها الباحثون أن سطح الشظايا الناشئة عن تمزق الجسم الأولي سوف يذوب على مسافة قصيرة جدًا من النجم ويعود إلى التكاثف على مسافات أكبر، وبالتالي تكوين غشاء متماسك يضمن الاستقرار الهيكلي للشكل الممدود. .
"إن تبديد الحرارة أثناء عملية التمزيق بواسطة قوى المد والجزر للنجم يستهلك أيضًا كميات كبيرة من المواد المتطايرة، وهذا لا يفسر فقط ألوان سطح أومواموا وغياب الذيل المرئي، ولكن أيضًا الجفاف المفترض للسكان بين النجوم". وقال تشانغ . "ومع ذلك، فإن بعض المواد المتطايرة ذات درجة حرارة التسامي العالية والمدفونة تحت السطح، مثل جليد الماء، يمكن أن تظل في شكل مكثف."
لم تظهر ملاحظات أومواموا أي نشاط مذنب، والجليد المائي فقط هو المصدر المحتمل لإطلاق الغازات الذي يفسر حركته اللاجاذبية. إذا تشكل أومواموا وتم طرده بواسطة سيناريو تشانغ ولين، فمن الممكن تنشيط الكثير من الجليد المائي المتبقي أثناء مروره عبر النظام الشمسي. يمكن أن يؤدي إطلاق الغازات الناتج إلى تسارعات تطابق مدار أومواموا الشبيه بالمذنب.
وقال تشانغ: "إن سيناريو التشتت بواسطة قوى المد والجزر لا يمثل فقط طريقًا لإنشاء أومواموا واحد، ولكنه يفسر أيضًا العدد الكبير من الأجسام الموجودة بين النجوم الشبيهة بالكويكبات".
وتظهر حسابات الباحثين فعالية قوى المد والجزر في خلق هذا النوع من الأجسام. يمكن أن تصبح الأسلاف المحتملة، بما في ذلك المذنبات طويلة الأمد، وأقراص الحطام، وحتى الكواكب الأرضية الفائقة، قطعًا بحجم أومواموا في لقاءات نجمية.
تدعم هذه الدراسة الفرضية القائلة بوجود عدد كبير من الأجسام النجمية الشبيهة بأومواموا. وبما أن هذه الكائنات يمكن أن تمر عبر نطاقات المناطق الصالحة للسكن، فلا يمكن استبعاد احتمال قدرتها على نقل المواد التي يمكن أن تولد الحياة (وتسمى بانسبيرميا). "هذا مجال جديد جدًا. وقال تشانغ: "هذه الأجسام الموجودة بين النجوم يمكن أن توفر أدلة مهمة حول كيفية تشكل وتطور أنظمة الكواكب".
ووفقا للين، فإن "أومواموا ما هو إلا قمة جبل الجليد. ونتوقع أن يتم اكتشاف المزيد من الزوار بين النجوم ذوي الخصائص المماثلة من خلال عمليات الرصد المستقبلية باستخدام مرصد Vera C. روبن الذي سيتم افتتاحه قريبًا."
وقال عالم الفلك في الأكاديمية البحرية الأمريكية ماثيو نايت، وهو المدير المشارك لفريق أومواموا التابع للمعهد الدولي لعلوم الفضاء ولم يشارك في الدراسة الجديدة، إن هذه الدراسة "تشرح بشكل ممتاز مجموعة من الميزات غير العادية لأومواموا باستخدام نموذج واحد متماسك".
"عندما يتم اكتشاف الأجسام بين النجوم في المستقبل في السنوات المقبلة، سيكون من المثير للاهتمام للغاية معرفة ما إذا كان أي منها سيظهر خصائص مثل تلك التي يمتلكها أومواموا. وقال نايت: "إذا كان الأمر كذلك، فقد يشير هذا إلى أن العمليات الموصوفة في هذه الدراسة شائعة".
للحصول على بيان من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 3
يون تشانغ امرأة
تمامًا مثل الحكاية، لأننا نعلم أن التشابك الكمي قابل للتطبيق، لذلك لا حاجة إلى انبعاث كهرومغناطيسي لكي يكون أومواموا مسبارًا فضائيًا. يمكنه، على سبيل المثال، العمل على مبدأ تدهور التشابك أو أن قياساتنا ذاتها تتسبب في كسر تشابك المرسل وبالتالي نقل المعلومات التي تم اكتشافها من قبل المسبار (وصفي ليس دقيقًا من حيث المصطلحات ولكن ... ).
من الممكن أن يوفر حساب كتلته مع الوقت المقدر بعض المعلومات حول كمية المعلومات التي يمكن أن يوفرها مثل هذا الجسم كجهاز استشعار.
وكونه جسمًا طبيعيًا على ما يبدو لا يعني أنه ليس مستشعرًا، مع الأخذ في الاعتبار أن البشرية قد قامت بالفعل ببناء قمر صناعي للاتصالات الكمومية، فإن مرجع الباحث يفتقر قليلاً إلى الإبداع.
لكنها وصفية للغاية.
مع المزيد من التقدم قد نتمكن أيضًا من استخدام الحجر كجهاز استشعار، لماذا لا؟
وما الذي يفسر بالضبط مساره والسرعة التي يتحرك بها في الفضاء؟