جيمس ويب يرصد تفاصيل جديدة مدهشة في الغلاف الجوي لبلوتو

في 19 يناير/كانون الثاني 2006، انطلق مسبار "نيو هورايزونز" التابع لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا)، صوب أطراف المجموعة الشمسية، وكان من مهامه الوصول إلى بلوتو، وحدث ذلك بالفعل في عام 2015.

وتمكن المسبار، بسبب قرب المسافة والأدوات الدقيقة على متنه، من التقاط صور ممتازة للكوكب الذي يوصف بالقزم والغامض، وبثها إلى المحطات الأرضية، كي يدرسها العلماء.

وكشفت الصور الملتقطة بواسطة مسبار "نيو هورايزونز"، تفاصيل عن كوكب بلوتو لم يرها أحد من قبل عبر تاريخ الرحلات الفضائية، حيث أظهرت أن الغلاف الجوي لبلوتو نشط، وربما يكون مختلفا تماما عن أي غلاف جوي آخر في النظام الشمسي.

وأرصاد نيو هورايزونز أكدتها الأرصاد الجديدة التي أجريت باستخدام تلسكوب جيمس ويب في عامي 2022 و2023، وذلك وفقا للدراسة التي نُشرت مؤخرا في دورية "نيتشر أسترونومي"، لفريق دولي من العلماء بقيادة جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز.

وإلى جانب ذلك، فقد أضافت لها تفاصيل دقيقة عن طبيعة الغلاف الجوي لهذا الجرم البعيد جدا، طرحت الكثير من الأسئلة الجديدة المثيرة للاهتمام، بحسب العالم الفلكي شي تشانغ أستاذ علوم الأرض والكواكب بجامعة كاليفورنيا سانتا كروز والمؤلف الرئيسي للدراسة، في تصريحات خاصة نت.

الكشف عن الغلاف الجوي لبلوتو

وبحسب البيان الرسمي الصادر من جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، فقد كشفت أولى عمليات الرصد لكوكب بلوتو بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا عن ظواهر دراماتيكية على سطحه، مثل دورات موسمية لإعادة توزيع الجليد المتطاير، وسحب المواد من غلافه الجوي إلى قمره الرئيسي، شارون، وهو تفاعل غريب لا يحدث في أي مكان آخر في نظامنا الشمسي.

وبشأن الغلاف الجوي المتميز لكوكب بلوتو، يقول تشانغ إن "غلاف بلوتو الجوي رقيق للغاية وبارد، وينشأ أساسا عن تسامي وتكثف الجليد السطحي (خاصة النيتروجين، وثاني أكسيد الكربون، والميثان)".

ويضيف "ميزته الفريدة هي ضباب الهيدروكربون الذي يُبرّد الغلاف الجوي بنشاط، على عكس الضباب على العديد من الأجسام الأخرى، والذي يُمكن أن يُؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته، كما أنه يخضع لتغيرات ضغط هائلة بسبب مداره الطويل والشاذ".

من ناحية أخرى، قال شانغ نت إن "غلاف بلوتو الجوي ديناميكي بشكل مُفاجئ، مدفوع بشكل أساسي بأشعة الشمس، مما يُؤدي إلى تحول الجليد السطحي مثل النيتروجين والميثان إلى غازات".

ويضيف شانغ: "ولكن هناك بعض الأسئلة والمُثيرة للاهتمام، والتي لا تزال تطرح حول الغلاف الجوي لبلوتو، وأبرزها، ما إذا كان غلاف بلوتو الجوي سينهار مع ابتعاده عن الشمس، ومثل هذا السؤال ناتج عن إغفال الدراسات السابقة لتأثير الضباب ووضعه في عين الاعتبار".

ويوضح: "ولكن الآن، وبعد أن علمنا أن الضباب يتحكم في الطاقة الإشعاعية في الغلاف الجوي لبلوتو، بالتالي ينبغي أخذه في الاعتبار عند حساب انهيار الغلاف الجوي في الدراسات المستقبلية. كما أن توزع طبقات الضباب على بلوتو يشير إلى ديناميكيات الغلاف الجوي، ربما المرتبطة بالموجات، ولكن الآلية الكامنة وراء ذلك لم تُدرس بدقة".

جزيئات الضباب تهيمن على غلاف بلوتو

بحسب بيان جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، فقد كشف تحليق مسبار نيو هورايزونز، بالقرب من بلوتو عام 2015 عن عالم ذي مناظر طبيعية خلابة، يتميز بتضاريس معقدة -أحواض وجبال ووديان- ونشاط جيولوجي مستمر مثل الأنهار الجليدية من النيتروجين والميثان، وغلاف جوي غني كيميائيا يحتوي على مركبات متطايرة مثل النيتروجين والميثان وأول أكسيد الكربون، والتي تشكل الغلاف الجوي الضبابي لبلوتو من تفاعل كيميائي ضوئي مقترن بين الميثان والنيتروجين، على غرار الضباب المحيط بقمر زحل تيتان.

وقد استُلهمت هذه الملاحظات من فكرة اقترحها تشانغ في ورقة بحثية نشرها عام 2017، افترضت أن غلاف بلوتو الجوي تهيمن عليه جزيئات الضباب، مما يجعله مختلفا تماما عن الأغلفة الجوية الأخرى في النظام الشمسي. وافترض تشانغ أن جزيئات الضباب هذه تسخن وتبرد، مُتحكمة في توازن الطاقة في غلاف بلوتو الجوي.

وبشأن توازن طاقة غلاف بلوتو الجوي أثناء ارتفاع درجة حرارته وبرودته، يقول تشانغ في تصريحاته نت: "تمتص جزيئات الضباب الأشعة فوق البنفسجية الشمسية والضوء المرئي، مما يؤدي إلى تسخينها. ومع ذلك، فإنها تُعيد إشعاع هذه الطاقة بكفاءة أكبر عند أطوال موجية متوسطة تحت الحمراء، والتي تتسرب بعد ذلك إلى الفضاء. وتؤدي هذه العملية إلى تأثير تبريدي صافٍ على غلاف بلوتو الجوي".

الغلاف الجوي المبكر للأرض

ويوضح تشانغ في تصريحات صحفية إن دراسة بلوتو مثيرة جدا للاهتمام، خاصة أنها تقدم لمحة عن الغلاف الجوي المبكر للأرض، والذي كان يتكون بالكامل تقريبا من النيتروجين ومزيج من الهيدروكربونات، ومن خلال دراسة ضباب بلوتو وتركيبه الكيميائي، قد نتمكن من الحصول على رؤى جديدة حول الظروف التي جعلت الأرض في وقت مبكر صالحة للحياة".

ويؤكد تشانغ ذلك في تصريحاته الخاصة نت قائلا: "قد تكون دراسة غلاف بلوتو الجوي الغني بالميثان ومنخفض الأكسجين، وتكوين الضباب العضوي فيه، مشابهة لظروف الأرض في بداياتها. "

ويضيف تشانغ: "إن ضباب بلوتو وتأثيره المبرد يوفران رؤى حول كيفية تأثير مثل هذه الضباب على مناخ الأرض في وقت مبكر وتوافر الجزيئات العضوية قبل نشوء الحياة".