روهان راهاتجاونكار حاصل على دكتوراه. طالب في معهد الفيزياء الفلكية-الجامعة البابوية الكاثوليكية في تشيلي.
داريل ز. سيليجمان هو أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ولاية ميشيغان.
في 1 يوليو 2025، اكتشف مسح روتيني للسماء أجراه نظام الإنذار الأخير لتأثيرات الكويكبات الأرضية (ATLAS) ما سيثبت قريبًا أنه ثالث جسم بين نجمي مؤكد يتم اكتشافه على الإطلاق. على عكس سابقاتها – الغامضة “أومواموا.” و المذنب بوريسوف — هذا الزائر الجديد، المعين 3I/أطلستم رصده في وقت مبكر من رحلته عبر نظامنا الشمسي، مما أتاح لعلماء الفلك فرصة غير مسبوقة لمشاهدة مذنب بين النجوم وهو ينبض بالحياة مع اقترابه الشمس.
ما يجعل الأجسام بين النجوم ذات قيمة علمية كبيرة هو أنها تحمل معلومات كيميائية وفيزيائية من الأنظمة النجمية التي تشكلت فيها، ربما قبل مليارات السنين. إنها مثل كبسولات زمنية كونية، توصل عينات من مسافة بعيدة أنظمة الكواكب الخارجية لا يمكننا أبدًا الزيارة والدراسة مباشرة. إن اكتشاف 3I/ATLAS يفتح الباب أمام فرع جديد تمامًا من الدراسة في الفيزياء الفلكية.
لفريقنا الدولي باستخدام تلسكوب كبير جداً (VLT) في تشيلي، قدم 3I/ATLAS فرصة غير عادية لتتبع الصحوة الكيميائية لهذا الجسم القديم بين النجوم في الوقت الحقيقي. كشفت ملاحظاتنا باستخدام كل من مطياف X-shooter وUVES على VLT عن مسار يشير إلى أنه تشكل منذ مليارات السنين، مما قد يجعله أقدم بكثير من كوكبنا. النظام الشمسي.
من الخاملة إلى الديناميكية
أثناء رحلة 3I/ATLAS نحو الشمس، شهدنا سلسلة رائعة من التنشيط الكيميائي. جاء أول اكتشاف مهم لنا في 20 يوليو، عندما سجل مطيافنا خطوطًا طيفية تتوافق مع بخار النيكل الذري في الغلاف الجوي الهش للمذنب على مسافة 3.88 وحدة فلكية (AU) من الشمس، أي ما يقرب من أربعة أضعاف مسافة الأرض من الشمس.
وكان اكتشاف النيكل غير متوقع في مثل هذه المسافات الكبيرة، حيث تظل درجات الحرارة شديدة البرودة. وبينما واصل المذنب اقترابه، لاحظنا أن كمية بخار النيكل المنبعثة من الغلاف الجوي المذنب كان يتعزز بشكل ملحوظ. أشارت قياساتنا إلى وجود زيادة كبيرة في كمية ذرات النيكل المنبعثة من المذنب عند اقترابه من الشمس.
بعد حوالي ثلاثة أسابيع، بحلول منتصف أغسطس، عندما وصل 3I/ATLAS إلى حوالي 3.07 وحدة فلكية من الشمس، اكتشفنا البصمة الطيفية لغاز السيانوجين (CN)، وهو انبعاث جزيئي شائع في مذنبات النظام الشمسي.
أدلة كيميائية من عالم آخر
ما يجعل هذه الملاحظات مثيرة للاهتمام ومحيرة بشكل خاص هو اكتشاف النيكل دون الكشف المتزامن عن الحديد فوق حدودنا الآلية. يشير هذا التوقيع الكيميائي غير المعتاد إلى أنه من المحتمل أن يتم إطلاق النيكل من خلال عمليات تعمل عند درجات حرارة أقل بكثير، وليس من خلال التحويل المباشر للمعدن الصلب مباشرة إلى غاز (عملية تسمى التسامي)، والتي تتطلب عادة درجات حرارة أعلى بكثير.
وتشير الأدلة إلى احتمال أن تكون ذرات النيكل مرتبطة بأنواع خاصة من الجزيئات التي تتفكك بسهولة عند تعرضها لأشعة الشمس. يمكن أن تشمل هذه الجزيئات التي يرتبط فيها النيكل بأول أكسيد الكربون أو المركبات العضوية الأخرى، والتي يمكن أن تطلق ذرات النيكل عند درجات حرارة أقل بكثير مما هو مطلوب ليتبخر المعدن مباشرة.
هذه النتائج، عند النظر فيها جنبا إلى جنب مع الملاحظات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، تقدم أدلة تكميلية لفهم الكيمياء غير العادية لهذا المذنب. كشفت عمليات رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن سحابة الغاز المحيطة بالمذنب، والتي تسمى بالذؤابة، تحتوي على أكثر من ذلك بكثير ثاني أكسيد الكربون (وهو نفس الغاز الذي يجعل الصودا غازية) أكثر من الماء، وهي نسبة غير عادية مقارنة بمعظم مذنبات النظام الشمسي. اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أيضًا جزيئات جليد الماء وغاز أول أكسيد الكربون في ذؤابة المذنب، مما يشير إلى وجود مزيج معقد من المواد المجمدة التي تسخن وتخلق النشاط الذي نلاحظه.
تشير مثل هذه الملاحظات إلى أن النيكل قد يرتبط بجزيئات تتفكك تحت تأثير الإشعاع الشمسي، مما يؤدي إلى إطلاق المعادن والغازات في التفاعلات الكيميائية. لكن التوازن التفصيلي للناقلات، وآليات إطلاقها، وكيفية ملائمة الحديد والمعادن الأخرى للصورة، تظل مجالات نشطة للتحليل.
التضمين الكوني
بينما يواصل 3I/ATLAS رحلته نحو الحضيض الشمسي (أقرب نقطة له من الشمس) في 29 أكتوبر، فإننا نجمع بيانات قيمة عن كيمياء المواد من نظام نجمي آخر. قد تعكس التوقيعات الكيميائية التي نلاحظها الأصول القديمة للمذنب ورحلته الطويلة عبره الفضاء بين النجوم.
تساعدنا هذه الملاحظات على فهم ما إذا كانت اللبنات الأساسية للأنظمة الكوكبية متشابهة في جميع أنحاء المجرة أو إذا كانت تختلف بشكل كبير بين البيئات النجمية المختلفة. من خلال مقارنة 3I/ATLAS بمذنبات النظام الشمسي والزائر السابق بين النجوم 2I/Borisov، فإننا نبني صورة أكثر اكتمالًا للمواد التي تشكل الكواكب حول مختلف النجوم.
يكمن جمال العلم في متابعة الأدلة إلى حيث تقودنا، حتى عندما تتحدى النتائج توقعاتنا. تكشف ملاحظاتنا عن 3I/ATLAS عن عمليات فيزيائية فلكية طبيعية يمكن تفسيرها من خلال الكيمياء والفيزياء، رغم أنها غير عادية. لا يزال الكون يفاجئنا بتنوعه وتعقيده، مما يذكرنا لماذا يظل البحث المنهجي المبني على الأدلة هو الطريق الأكثر موثوقية لفهم الألغاز الكونية.
النظرة المستقبلية
يواصل فريقنا الدولي، الذي يضم علماء من تشيلي وبلجيكا والمملكة المتحدة وكندا ونيوزيلندا والولايات المتحدة وإيطاليا، مراقبة 3I/ATLAS مع اقترابه من الحضيض الشمسي. ونتوقع زيادات أخرى في النشاط واحتمال ظهور أنواع كيميائية جديدة مع ارتفاع درجات الحرارة.
مع الملاحظات المنسقة من الأرض التلسكوبات والمراصد الفضائية، نأمل أن نكشف المزيد من الأسرار عن هذا الرسول الكوني قبل أن يغادر نظامنا الشمسي إلى الأبد، حاملاً مادته القديمة إلى الفراغ الشاسع بين النجوم.
التعليقات