قد يكون لقمر أورانوس محيط خفي: اكتشافات تلسكوب جيمس ويب الفضائي
أثارت المؤشرات الأخيرة إلى وجود محيط خفي محتمل على أحد أقمار أورانوس حماسة المجتمع العلمي. وقد تعزز هذه النتائج التي توصل إليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) فهم الأجرام الجليدية في النظام الشمسي وإمكانية وجود حياة خارج كوكب الأرض. يستكشف هذا المقال رحلة تلسكوب جيمس ويب قدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وهو من عجائب الهندسة الحديثة وخليفة تلسكوب هابل الفضائي، مساهمة كبيرة أخرى في استكشاف الفضاء. من خلال اكتشاف ما قد يكون محيطاً تحت السطح على أحد أقمار أورانوس، فتح تلسكوب جيمس ويب الفضائي آفاقاً جديدة لفهم ديناميكيات الأجرام السماوية البعيدة عن الشمس وقابلية السكن عليها.الفضائي، من تصوره إلى اكتشافه الرائد، ويتعمق في النتائج المثيرة للاهتمام فيما يتعلق بقمر أورانوس.
قراءة مقترحة
1. تركيب تلسكوب جيمس ويب الفضائي وإطلاقه.
مراحل أساسية في بناء التلسكوب وتجهيزه
تعاون دولي
يُمثّل تلسكوب جيمس ويب مشروعاً مشتركاً بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية.
الإطلاق والتموضع
أُطلق في 25 كانون الأول 2021 ووُضع عند نقطة لاغرانج الثانية على بعد نحو 1.5 مليون كيلومتر من الأرض.
مرآة أكبر وقدرة أعمق
تتكوّن مرآته الأساسية من 18 قطعة سداسية من البيريليوم المطلي بالذهب لتشكّل مرآة قطرها 6.5 متر.
تبريد للحساسية تحت الحمراء
يحافظ الدرع الشمسي المؤلف من خمس طبقات على برودة المرآة والأجهزة إلى أقل من 50 كلفن لتمكين الرصد بالأشعة تحت الحمراء.
يُمثّل تلسكوب جيمس ويب الفضائي جهداً تعاونياً بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية. تم إطلاقه في 25 كانون الأول 2021 من مركز غيانا الفضائي في غيانا الفرنسية، وتم وضعه عند نقطة لاغرانج الثانية (L2)، على بعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض. يوفر هذا الموقع بيئة مستقرة لعمليات تلسكوب جيمس ويب الفضائي، مما يسمح له بمراقبة الكون بوضوح لا مثيل له.تتألف المرآة الأساسية لتلسكوب جيمس ويب، وهي عنصر التلسكوب البصري، من 18 قطعة من المرايا سداسية الأضلاع المصنوعة من عنصر البيريليوم المطلي بالذهب. وتتحد هذه القطع لتشكيل مرآة قُطرها 6.5 متراً، وهي أكبر بكثير من مرآة هابل التي تبلغ 2.4 متراً. وفي حين يرصد هابل الأطياف القريبة من الأشعة فوق البنفسجية، والمرئية، والقريبة من الأشعة تحت الحمراء )بين 0. 1 إلى 1 ميكرومتر(،يرصد مقراب جيمس ويب في نطاق تردد أقل، من الضوء المرئي ذي الطول الموجي الطويل حتى منتصف الأشعة تحت الحمراء (من 0.6 إلى 28.8 ميكرومتر)، وهو ما سيسمح برصد الأجرام ذات الانزياح الأحمر العالي التي تُعدّ قديمة جداً وبعيدة جداً، ولا يستطيع مقراب هابل الفضائي الرصد في ذلك الحيز من الأشعة تحت الحمراء، كما لا بد من إبقاء المقراب بارداً جداً ليتمكن من الرصد بواسطة الأشعة تحت الحمراء دون تدَخّل خارجي. لذا، سيُنشر في الفضاء بالقرب من نقطة لاجرانج الشمس- الأرضL2. للمحافظة على درجة حرارة مرآت التلسكوب وأجهزته أقل من 50 كلفن، جرى تصنيع الدرع الشمسي الكبير من 5 طبقات من السيليكون وبوليمير الكابتون المغلف بالألومنيوم من الجانبين.
2. عمليات تلسكوب جيمس ويب الفضائي الرئيسية ونتائجه.
منذ نشره، شرع تلسكوب جيمس ويب الفضائي في مهمة لدراسة الكون في طيف الأشعة تحت الحمراء. مكنت أدواته المتقدمة التلسكوب من النظر عبر الغبار الكوني، والتقاط صور مفصلة للمجرات البعيدة، وكشف أسرار الأنظمة الكوكبية. ومن بين إنجازاته العديدة، كانت قدرة تلسكوب جيمس ويب الفضائي على تحليل التركيبات الكيميائية للأجرام السماوية وفائدة ذلك في تحديد البيئات الصالحة للسكن المحتملة خارج الأرض.
3. قمر أورانوس: نظرة عامة.
يضم أورانوس، سابع كوكب من الشمس، مجموعة من 27 قمراً معروفاً، ولكل منها خصائص فريدة. وقد استحوذ قمر أرييل، الذي يُعتقد أنه يحتوي على محيط مخفي، على انتباه علماء الفلك نظراً لخصائصه الجيولوجية المثيرة للاهتمام واحتمال وجود مياه سائلة تحت سطحه الجليدي. إن فهم تركيب هذا القمر وبنيته أمر بالغ الأهمية لفهم التاريخ التطوري لنظام أورانوس.
27 قمراً معروفاً
هذا العدد يوضح تنوع نظام أورانوس، لكن أرييل يبرز بسبب احتمال احتوائه على محيط مخفي تحت السطح.
4. جغرافيا وجيولوجيا قمر أرييل (Ariel).
ملامح جيولوجية تدعم فرضية النشاط الداخلي
سطح مليء بالحفر
وجود الحفر يشير إلى تاريخ طويل من التشكل والتأثر بالبيئة الفضائية.
صدوع ووديان واسعة
هذه السمات توحي بأن القشرة الجليدية لم تكن ساكنة، بل شهدت تغيرات داخلية واضحة.
براكين جليدية محتملة
انبعاث الماء والمواد المتطايرة بدلاً من الصخور المنصهرة يعزز احتمال وجود تفاعل مع باطن القمر.
يُعدّ القمر، الذي تم تحديده مؤقتاً باسم أرييل، أحد أقمار أورانوس الأكبر حجماً. يتميز سطحه بمزيج من التضاريس المليئة بالحفر والمناطق التي تتميز بخطوط الصدع والوديان الواسعة. تشير هذه السمات الجيولوجية إلى تاريخ من النشاط التكتوني والتفاعلات المحتملة بين القشرة الجليدية للقمر والمحيط تحت السطحي. كما أن وجود البراكين الجليدية - البراكين التي تنفجر بالماء والمواد المتطايرة الأخرى بدلاً من الصخور المنصهرة - يدعم هذه الفرضية بشكل أكبر.
5. البيانات التي تم جمعها على قمر أرييل بواسطة تلسكوب .JWST
أبرز المؤشرات المستخرجة من بيانات أرييل
| المؤشر | ما الذي رُصد؟ | الدلالة العلمية |
|---|---|---|
| البيانات الطيفية | تفاصيل دقيقة عن تكوين السطح | تساعد على تفسير طبيعة المواد الموجودة على أرييل |
| الأطوال الموجية | إشارات إلى جليد مائي | تعزز احتمال وجود ماء مرتبط بتاريخ القمر الداخلي |
| المعادن الكربوناتية المحتملة | مؤشرات تركيبية على السطح | قد تدعم فرضية وجود محيط تحت السطح |
لقد قدمت الأجهزة المتطورة في تلسكوب JWST بيانات طيفية مفصلة عن تكوين سطح أرييل. ويشير اكتشاف أطوال موجية محددة إلى وجود جليد مائي، كما أن وجود معادن كربوناتية محتملة قد يدعم فرضية وجود محيط تحت السطح.
6. وجود محيط على قمر أورانوس.
إن تأكيد وجود محيط تحت السطح على أرييل سيكون اكتشافاً هائلاً. يمكن أن يوفر مثل هذا المحيط، المحمي من الإشعاع الفضائي القاسي بواسطة طبقة جليدية سميكة، ظروفاً مواتية للحياة. قد تدعم مصادر الطاقة الحرارية والكيميائية المتاحة في هذه البيئة أنظمة بيئية ميكروبية مماثلة لتلك الموجودة في فتحات المياه الحرارية في أعماق المحيط على الأرض. ستكون هناك حاجة إلى المزيد من البعثات والملاحظات للتحقق من هذه النتائج واستكشاف إمكانية الحياة على أرييل.
كيف يغيّر هذا الاكتشاف المحتمل نظرتنا إلى أرييل؟
كان أرييل يُنظر إليه أساساً بوصفه قمراً جليدياً بعيداً ضمن منظومة أورانوس.
أصبح مرشحاً لاحتضان محيط تحت السطح وبيئة قد تكون ملائمة للحياة الميكروبية.
إن اكتشاف محيط مخفي محتمل على أحد أقمار أورانوس هو شهادة على قدرات تلسكوب جيمس ويب الفضائي. ومع استمرار تلسكوب جيمس ويب الفضائي في استكشاف الكون، فإن نتائجه ستعيد بلا شك تشكيل فهم الكون وإمكانية وجود حياة خارج الأرض. إن وجود محيط تحت سطح أرييل لا يعزز معرفة نظام أورانوس فحسب، بل يُلهم أيضاً البعثات المستقبلية التي تهدف إلى الكشف عن أسرار العوالم الجليدية البعيدة في النظام الشمسي.
باختصار، أثبت تلسكوب جيمس ويب الفضائي مرة أخرى دوره المحوري في علم الفلك الحديث. فمن خلال الكشف عن أسرار أحد أقمار أورانوس، مهد الطريق لاستفسارات علمية جديدة وإمكانية مثيرة لاكتشاف الحياة في أماكن غير متوقعة.