"رجل الثلج".. العلماء يفسرون ظاهرة فضائية عجيبة

لطالما حيّرت ظاهرة غريبة في النظام الشمسي الخارجي علماء الفلك.

إذ يشبه عددٌ كبيرٌ من الأجرام الجليدية البعيدة عن نبتون رجال الثلج، وهي عبارة عن فصين مستديرين ملتصقين.

ومؤخراً أعلن باحثون في" جامعة ميشيغان ستيت" إنهم اكتشفوا تفسيراً واضحاً لكيفية تشكل هذه الأشكال غير المألوفة، وفقاً لما نشره موقع SciTechDaily.

يقع حزام كايبر وراء حزام الكويكبات المضطرب بين المريخ والمشتري، وهي منطقة شاسعة وراء نبتون مليئة ببقايا متجمدة من نشأة النظام الشمسي.

تُعرف هذه الأجرام القديمة باسم الكويكبات الصغيرة، وهي في الأساس اللبنات الأساسية للكواكب.

يُعرف حوالي 10% منها باسم الثنائيات المتلامسة، أي أنها تتكون من كرتين متصلتين تشبهان إلى حد كبير رجل الثلج فروستي.

وحتى الآن، لم يكن العلماء متأكدين من كيفية تشكل هذه الهياكل الدقيقة بشكل طبيعي.

طوّر جاكسون بارنز، طالب الدراسات العليا في" جامعة ميشيغان"، أول محاكاة حاسوبية قادرة على إنتاج هذه الأجسام ثنائية الفصوص بشكل طبيعي من خلال عملية تُعرف بالانهيار الجذبي.

بسّطت النماذج السابقة التصادمات بمعاملة الأجسام ككتل سائلة لينة تندمج لتُشكّل كرات ملساء.

جعل هذا النهج من المستحيل إعادة تكوين البنية المميزة ثنائية الفصوص التي تُرى في الأنظمة الثنائية المتلامسة.

ولكن باستخدام موارد الحوسبة القوية لمعهد الأبحاث المُمكّنة إلكترونياً ICER التابع لـ" جامعة ميشيغان"، قام بارنز بإنشاء محاكاة أكثر واقعية.

يسمح نموذجه للأجسام المتشكلة بالحفاظ على سلامتها الهيكلية، مما يُمكّنها من الاستقرار بجانب بعضها البعض بدلاً من الاندماج في كتلة مستديرة واحدة.

رجحت تفسيرات أخرى أحداثاً كونية نادرة أو ظروفاً غير عادية، لكن هذه السيناريوهات لا تُفسّر بسهولة حقيقة أن حوالي واحد من كل عشرة كويكبات يتشارك هذا الشكل.

قال بروفيسور سيث جاكوبسون، أستاذ علوم الأرض والبيئة والباحث الرئيسي في الدراسة: " إذا تم افتراض أن 10% من الكويكبات هي أنظمة ثنائية متلامسة، فلا بد أن العملية التي تُشكّلها ليست نادرة"، مضيفاً أن" الانهيار الجذبي يتوافق تماماً مع ما تم رصده".

ازداد الاهتمام بالأنظمة الثنائية المتلامسة بعد أن التقطت مركبة" نيو هورايزونز" الفضائية التابعة لناسا صوراً مقرّبة لأحدها في يناير 2019.

شجّعت هذه الصور التفصيلية العلماء على إعادة فحص أجسام أخرى في حزام كايبر، وكشفت أن هذه الأجسام الشبيهة برجال الثلج أكثر شيوعاً مما كان يُعتقد سابقاً.

في حزام كايبر شبه الخالي، تنجرف الأجسام دون اضطراب يُذكر، مما يقلل من احتمالية الاصطدامات المدمرة.

يُعدّ حزام كايبر نفسه من بقايا مجرة درب التبانة في بداياتها، عندما كانت المجرة لا تزال قرصاً دوّاراً من الغاز والغبار.

لا تزال المواد المتبقية من تلك الحقبة موجودة في هذه المنطقة البعيدة، بما يشمل الكواكب القزمة مثل بلوتو والمذنبات وعدد لا يُحصى من الكويكبات.

كانت الكويكبات من أوائل الأجسام الكبيرة التي انبثقت من القرص البدائي للغبار والحصى.

وكما تتجمع رقاقات الثلج لتُشكّل كرة ثلجية، انجذبت الجسيمات الصغيرة بفعل الجاذبية، مُشكّلةً كتلاً أكبر فأكبر.

وفي بعض الحالات، تنهار سحابة دوّارة من المادة إلى الداخل وتنقسم إلى جسمين منفصلين يبدآن بالدوران حول بعضهما.

يُلاحظ علماء الفلك هذه الأزواج الثنائية بكثرة في حزام كايبر.

في محاكاة بارنز، تتقارب هذه الأجسام المُتجاورة تدريجياً في دوامة حلزونية.

وبدلاً من الاصطدام بعنف، تتلامس وتندمج برفق، مُحافظةً على شكلها الكروي ومُكوّنةً مظهر رجل الثلج الكلاسيكي.

بمجرد اندماجها، يُمكن لهذه الأجسام أن تبقى سليمة لمليارات السنين.

ووفقاً لبارنز، يكمن السر في عزلتها.

ففي النظام الشمسي الخارجي المتباعد، نادراً ما تحدث الاصطدامات.

وبدون اصطدام يُفرّقها، تبقى الأجسام المندمجة مُتصلة.

تُظهر العديد من الأجسام الثنائية علامات قليلة على وجود فوهات كثيفة.

لطالما اشتبه العلماء في أن الانهيار الجذبي ربما يكون مسؤولاً عن تكوين الأنظمة الثنائية المتلامسة، لكن النماذج السابقة افتقرت إلى التفاصيل الفيزيائية اللازمة لإثبات ذلك.

تُعد محاكاة بارنز الأولى من نوعها التي تُجسد بشكل كامل الظروف الضرورية لإعادة إنتاج هذه البنى.

يعتقد بارنز أن النموذج يمكن أن يُسلط الضوء أيضاً على أنظمة أكثر تعقيداً تضم ثلاثة أجسام أو أكثر.

ويعمل فريق البحث حالياً على تحسين محاكاتهم لتمثيل سلوك السحب المنهارة بشكل أفضل.

ومع تعمق مهمات ناسا المستقبلية في المناطق غير المستكشفة من النظام الشمسي، يتوقع جاكوبسون وبارنز اكتشاف عوالم أبعد تُشبه عوالم رجل الثلج.