في المناطق البعيدة من النظام الشمسي توجد العديد من الأجسام الجليدية التي تشبه رجال الثلج – أزواج من المجالات الملتصقة. الآن، كشفت دراسة جديدة عن الطريقة البسيطة التي قد تتشكل بها هذه الأشياء الغامضة.
خارج مدار نبتون تكمن كتل البناء الجليدية من فجر النظام الشمسي المعروفة باسم الكواكب المصغرة. مثلما تتكون كرات الثلج من مجموعات من رقاقات الثلج، فمن المحتمل أن تكون الكواكب المصغرة قد نشأت داخل أقراص الغبار التي أحاطت بالمولود الجديد شمس من سحب من أجسام بحجم الحصى تم تجميعها معًا بواسطة جاذبيتها المتبادلة.
في عام 2019، ناسا آفاق جديدة التقطت مركبة فضائية لأول مرة على الإطلاق صور قريبة من الكواكب المصغرة على شكل كرتين مرتبطتين – كائنات تشبه رجال الثلج تُعرف باسم ثنائيات الاتصال. أبحاث أخرى وجد أن واحدًا من كل 10 إلى واحد من كل أربعة كواكب مصغرة قد يكون ثنائيات اتصال.
لكن كيفية تشكل رجال الثلج البعيدين ظلت لغزا. سعى العمل السابق إلى حساب كيفية نشوء ثنائيات الاتصال من خلال نمذجةها على أنها مجالات متصادمة. ومع ذلك، حتى وقت قريب، كانت هذه الحسابات تتضمن عمليات اندماج مثالية تؤدي دائمًا إلى ظهور مجالات بدلًا من أي أشكال أخرى.
وفي الدراسة الجديدة، قام الباحثون بدلاً من ذلك بنمذجة الكواكب المصغرة على أنها سحب من الجسيمات تستقر على أسطح بعضها البعض.
“هذه الطريقة أكثر تكلفة من الناحية الحسابية من نماذج الدمج التام السابقة، لأننا نحتاج إلى تتبع العديد من الجسيمات الفردية التي تشكل كوكبًا صغيرًا واحدًا بدلاً من جسيم واحد كبير بحجم الكوكب الصغير فقط،” قال المؤلف الرئيسي للدراسة جاكسون بارنز، عالم الكواكب في جامعة ولاية ميشيغان، لموقع Space.com.
في أعمال النمذجة الجديدة، في بعض الأحيان، أثناء دوران هذه السحب، بدلاً من الاندماج في كوكب صغير واحد، سيشكل كل منها كوكبين كوكبيين منفصلين يدوران حول بعضهما البعض. (لقد شاهد علماء الفلك العديد من هذه الكواكب المصغرة الثنائية في حزام كويبر وراء نبتون.)
في عمليات المحاكاة الجديدة، يمكن لهذه الكواكب الثنائية أن تتجه نحو الداخل بسبب قوة الجاذبية المتبادلة، حتى تتلامس بلطف وتندمج معًا. يقول بارنز إن الأمر “الرائع جدًا في هذا النموذج هو أنه يمكنه إنشاء كواكب مصغرة ليست كروية فحسب، بل أيضًا مسطحة، على شكل سيجار، ونعم، على شكل رجل ثلج. تساعد السرعة التي تتحرك بها هذه الكواكب المصغرة والقوة التي تتشابك بها جزيئاتها في تحديد الشكل الذي سينتج عنه اندماجها في النهاية.
وأوضح بارنز أن أزواج الكواكب المصغرة التي تشكل رجال الثلج البعيدين من المحتمل أن تظل معًا لملايين أو حتى مليارات السنين لأنه من غير المرجح أن تصطدم بأي شيء آخر. وبدون الاصطدام، لا يوجد شيء يفرقهم.
وجدت الدراسة الجديدة أن ثنائيات الاتصال تشكل 4% فقط من الكواكب المصغرة التي قامت بمحاكاتها. وقال بارنز: “هذا لا يتطابق تمامًا مع التوقعات المفترضة التي تتراوح بين 10 إلى 25%”.
وأشار بارنز إلى أن عمليات المحاكاة الحاسوبية التي أجراها الفريق كانت محدودة بعدد وأحجام الجسيمات التي تشكل سحب الحصى التي تشكلت كواكب مصغرة. واقترح أن زيادة عدد وحجم الجسيمات في عمليات المحاكاة الخاصة بها يمكن أن يساعد في زيادة عدد ثنائيات الاتصال التي يمكن أن تتشكل.
وقال بارنز إن سحب الحصى الدوارة يمكن أن تستمر أيضًا لتشكل ثلاثة أو أكثر من الكواكب المصغرة التي تدور حول بعضها البعض، “وهو ما أعتقد أنه رائع جدًا”. “هذا شيء نقوم حاليًا بالتحقيق فيه بمزيد من التفصيل، مع احترام خاص لإنشاء الأنظمة الثلاثية وعلاقتها بالسكان الحاليين الملحوظين للثلاثيات الثلاثية في حزام كويبر.”
وتفصيل العلماء النتائج التي توصلوا إليها 19 فبراير في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
التعليقات