بلوتو - نتائج إضافية

نتائج جديدة من دراسة الكوكب القزم والبعيد بلوتو

انبعاث الأشعة السينية  

أدى الجمع بين قياسات نيوهورايزنز وتلسكوب شاندرا الفضائي إلى اكتشاف جديد ومثير للدهشة. اتضح أن بلوتو يصدر أشعة سينية. وينشأ هذا النوع من الإشعاع عندما تتحرك الرياح الشمسية إلى ذرات محايدة أو إلى مجالات مغناطيسية تنبعث من الكواكب والمذنبات.

لا يمكن استخدام بيئة بلوتو كموصل لإنتاج هذا الإشعاع، كما أن بلوتو نفسه ليس لديه مجال مغناطيسي. غلافه الجوي رقيق للغاية ويفقد المادة بمعدل أبطأ من المتوقع. إذن من أين تأتي الأشعة السينية؟

وفي القياسات التي أجراها تلسكوب شاندرا الفضائي في عامي 2014 و2015، تم إحصاء 7 فوتونات فقط تتحرك من بلوتو خلال يومين من الرصد(1). وقد تم طرح عدة احتمالات لتفسير هذه الظاهرة. وتبين أن تفاعل بلوتو مع الرياح الشمسية كان له نمط طاقة مختلف عما كان متوقعا. قد يكون لبلوتو ذيل غازي أطول وأوسع مما لاحظته المركبة الفضائية، مما يخلق منطقة اتصال محتملة أوسع مع الرياح الشمسية. والاحتمال الآخر هو أن المجالات المغناطيسية بين الكواكب تركز جسيمات أكثر من الرياح الشمسية في الفضاء المحيط ببلوتو (2).

أَجواء

لسنوات تساءل علماء الفلك عن سبب انخفاض درجة حرارة بلوتو، التي تبلغ 203 درجة تحت الصفر، بمقدار 30 درجة عن المتوقع. وتبين أن الأمر يتعلق بالضباب المكون من جزيئات الهيدروكربونات الناتجة عن تحلل الغازات مثل الميثان والنيتروجين في الغلاف الجوي العلوي.

في الصور التي التقطتها نيوهورايزنز، يمكنك رؤية طبقات عديدة من الضباب في الغلاف الجوي. وهي تنشأ من التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي العلوي، وهو المكان الذي تؤين فيه الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس النيتروجين والميثان. ويحدث بينهما تفاعل ينتج عنه جزيئات هيدروكربونات يبلغ قطرها نانومترًا وتتحرك نحو الأسفل. وفي طريقها إلى الأرض، تلتصق ببعضها البعض وتشكل كتلًا تستمر في النمو حتى تصل إلى الأرض وتلتصق بها. تتضمن آلية التبريد أيضًا امتصاص الحرارة بواسطة جزيئات الضباب. لذا فإنها تبعث الأشعة تحت الحمراء إلى الفضاء وتبرد الغلاف الجوي. والنتيجة أن تكون درجة الحرارة ما بين 203 درجة مئوية تحت الصفر بدلاً من 174 درجة مئوية تحت الصفر (3).

النيتروجين والغازات الأخرى

كما اتضح، هناك أنواع مختلفة من الأنهار الجليدية على سطح بلوتو. والأكثر شيوعًا هو أيضًا النيتروجين الأكثر تطايرًا (متطايرًا). ويتحول النيتروجين إلى حالة غازية، عند درجة حرارة 235 درجة تحت الصفر، عن طريق التسامي فإنه يخلق جوًا في نوع من التوازن مع خزان الجليد النيتروجيني الموجود على الأرض في سبوتنيك بلانوم. الأنهار الجليدية الأخرى هي غاز الميثان الموجود في نصف الكرة الشمالي بأكمله باستثناء المنطقة الاستوائية وجليد ثاني أكسيد الكربون الموجود بكميات صغيرة فقط - سبوتنيك بلانوم. ووفقا لنموذج مقترح في قاع هذا الحوض، فإن الضغط الجوي يزداد ودرجة حرارة الصقيع أعلى منها خارج الحوض، مما يسمح للجليد النيتروجيني بالتكثف إلى جليد. أظهرت عمليات المحاكاة أن النيتروجين يتراكم حتماً في الحوض ويشكل خزان النيتروجين الدائم الذي رصدته المركبة الفضائية، ووفقاً لهذا النموذج لا توجد حاجة لخزان نيتروجين داخلي لتفسير الجليد الموجود في هذا الحوض كما اقترح في الحالات السابقة (4). .

في سبوتنيك بلانوم، تخلق درجات الحرارة وأشعة الشمس معًا بيئة يسود فيها النيتروجين في نصف الكرة الشمالي عند خطوط العرض العالية. وفيما وراء خط العرض 55 درجة، يبدو أن ضوء الشمس في الصيف قد جرد معظم النيتروجين من الأرض، تاركًا سهولًا شاسعة من جليد الميثان في القطب الشمالي. ويصل تأثير حوض سبوتنيك بلانوم إلى أعلى الأماكن في الغلاف الجوي. تتحرك الغازات المتطايرة في الغلاف الجوي للأعلى وتنتج التفاعلات الكيميائية الضوئية مركبات كربون ونيتروجين جديدة. وهذا يخلق طبقة من الضباب يصل ارتفاعها إلى أكثر من 200 كيلومتر من الأرض، وهو أعلى مما كان يعتقد لأن درجات الحرارة في هذه الارتفاعات شديدة الحرارة بحيث لا تسمح بالتكثيف. وبدلا من ذلك، يمكن لمطر الغبار القادم من الفضاء أن يكون بمثابة نوى تتراكم حولها جزيئات الضباب على شكل كتل، وتنمو وتكبر وتأخذ شكلا كرويا وتصل أخيرا إلى الأرض وتغطيها حتى يبدأ الاحترار وترتفع مرة أخرى (5). . هذه عملية تذكرنا بدورة المياه في عالمنا.

غيوم

وذكر بعض الباحثين في الصور أنهم لاحظوا 7 تشكيلات لامعة يمكن أن تكون غيوماً. إذا كان هذا هو الحال بالفعل، فهذا يعني أن مناخ بلوتو أكثر تعقيدًا بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. وتقع جميع هذه التكوينات على ارتفاع منخفض عن الأرض ولها طول مماثل يتراوح من بضعة كيلومترات إلى عشرات الكيلومترات لكل منها. تم العثور عليهم جميعًا في المنهي، المنطقة التي تفصل بين منطقتي النهار والليل. وبحسب أحد النماذج التي تم إصدارها، فهي تحتوي على الأسيتيلين والإيثان وسيانيد الهيدروجين (6).

מקורות

1. كريستوفر كروكيتلغز الأشعة السينية يكتنف بلوتو، 7.11.2016
2. لغز ناسا: حير العلماء من انبعاثات الأشعة السينية المكثفة لبلوتو لا توجد وسيلة طبيعية لانبعاثها، 18.9.2016
3. يساعد الضباب الهيدروكربوني لبلوتو على إبقاء الكوكب القزم أكثر برودة من المتوقع
4. تسليط الضوء على الأنهار الجليدية على كوكب بلوتو، 21.9.2016
5.  ألكسندرا فيتز, قد يكون القلب الجليدي مفتاحًا لجيولوجيا بلوتو الغريبة، 21.10.2016
6. تشارلز أو. تشوي، “الغيوم على بلوتو؟ طقس الكوكب القزم يصبح أكثر غرابة"19.10.2016

للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:

• يسلط بحث جديد الضوء على تكوين الحزام التكتوني حول قمر بلوتو شارون
• بلوتو – ملخص النتائج: الفصول א, ב, ג, ד
• شارون، قمر بلوتو
• أقمار بلوتو