اصطدام فضائي قبل 200 ألف عام.. والدليل هذا الغاز

تعاني أنظمة الكواكب الشابة في الفضاء عمومًا من مشاكل في النمو، حيث تصطدم بها أجسام أصغر وتندمج لتشكل كواكب أكبر بشكل تدريجي.

وفي نظامنا الشمسي، يُعتقد أن الأرض والقمر نتاج هذا النوع من التأثير العملاق، ويعتقد علماء الفلك أن مثل هذه الاصطدامات يجب أن تكون شائعة في الأنظمة المبكرة، لكن كان من الصعب ملاحظتها حول النجوم الأخرى.

ولكن علماء الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بأمريكا والجامعة الوطنية في أيرلندا وجامعة كامبريدج البريطانية، حققوا اختراقا في هذا المجال، حيث اكتشفوا دليلًا على تأثير عملاق حدث في نظام نجمي قريب، على بعد 95 سنة ضوئية فقط من الأرض، ويبلغ عمر النجم المسمى ( HD 172555 ) حوالي 23 مليون سنة، ويشتبه العلماء في أن غباره يحمل آثار الاصطدام.

ولاحظ الفريق البحثي في الدراسة، المنشورة بدورية " نيتشر"، أدلة حول النجم على تأثير الاصطدام العملاق الذي حدث له، وقرروا أن الاصطدام قد حدث على الأرجح بين كوكب أرضي بحجم الأرض تقريبًا وصدم أصغر وهو الكواكب الذي يدور حول النجم قبل 200 ألف عام على الأقل ، بسرعة 10 كيلومترات في الثانية ، أو أكثر من 22000 ميل في الساعة.

وبشكل حاسم ، اكتشفوا غازًا يشير إلى أن مثل هذا الاصطدام عالي السرعة من المحتمل أن يفجر جزءًا من الغلاف الجوي للكوكب الأكبر، وهو حدث مثير من شأنه أن يفسر الغاز والغبار المرصود حول النجم، ويعد هذا الاكتشاف هو الأول من نوعه.

وتقول تاجانا شنايدرمان، من قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والباحثة الرئيسية بالدراسة "هذه هي المرة الأولى التي نكتشف فيها هذه الظاهرة، المتمثلة في تجريد الغلاف الجوي لكواكب أولية في تأثير عملاق، فالجميع مهتم بمراقبة تأثير اصطدام عملاق لأننا نتوقع أن تكون شائعة، لكن ليس لدينا دليل في الكثير من الأنظمة، لذلك لدينا الآن نظرة ثاقبة إضافية حول هذه الديناميكيات".

وكان النجم (HD 172555) موضع نقاش بين علماء الفلك بسبب التكوين غير المعتاد لغباره، وأظهرت الملاحظات في السنوات الأخيرة أن غبار النجم يحتوي على كميات كبيرة من المعادن غير العادية، في حبيبات أدق بكثير مما يتوقعه علماء الفلك لقرص الحطام النجمي النموذجي.

وتقول شنايدرمان: "بسبب هذين العاملين ، يُعتقد أن HD 172555 هو هذا النظام الغريب الذي يبحث عنه العلماء".

تساءلت شنايدرمان وزملاؤها عما قد يكشفه الغاز عن تاريخ تأثير النظام، و نظروا إلى البيانات التي تم التقاطها بواسطة مصفوفة (ألما) في تشيلي ، والتي تضم 66 تلسكوبًا لاسلكيًا ، يمكن تعديل المسافات بينها لزيادة أو تقليل دقة صورهم، و نظر الفريق في البيانات من أرشيف (ألما) العام ، بحثًا عن علامات أول أكسيد الكربون حول النجوم القريبة.

تقول شنايدرمان: "عندما يريد الناس دراسة الغاز في أقراص الحطام ، يكون أول أكسيد الكربون هو الأكثر سطوعًا ، وبالتالي يسهل العثور عليه، لذلك، نظرنا إلى بيانات أول أكسيد الكربون للنجم ( HD 172555 ) مرة أخرى لأنه كان نظامًا مثيرًا للاهتمام".

ومن خلال إعادة التحليل الدقيق، تمكن الفريق من اكتشاف أول أكسيد الكربون حول النجم، وعندما قاسوا وفرته، وجدوا أن الغاز يشكل 20% من أول أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، ولاحظوا أيضًا أن الغاز كان يدور بكميات كبيرة، بالقرب من النجم بشكل مدهش، في حوالي 10 وحدات فلكية، أو 10 أضعاف المسافة بين الأرض والشمس.

وتقول شنايدرمان: "إن وجود أول أكسيد الكربون بهذا القرب يتطلب بعض التفسير، ذلك لأن أول أكسيد الكربون يكون عادةً عرضة للانفصال الضوئي، وهي عملية تتفكك فيها فوتونات النجم وتدمر الجزيء، ومن مسافة قريبة، عادة ما يكون هناك القليل جدًا من أول أكسيد الكربون بالقرب من النجم، لذلك، اختبرت المجموعة البحثية سيناريوهات مختلفة لشرح المظهر الغزير للغاز".

سرعان ما استبعدوا سيناريو نشأ فيه الغاز من حطام نجم حديث التكوين، وكذلك سيناريو تم فيه إنتاج الغاز بواسطة حزام قريب من الكويكبات الجليدية. نظروا أيضًا في سيناريو انبعث فيه الغاز من العديد من المذنبات الجليدية المتدفقة من حزام كويكبات بعيد، على غرار حزام كويبر الخاص بنا، لكن البيانات لم تتناسب تمامًا مع هذا السيناريو أيضًا، السيناريو الأخير الذي اعتمده الفريق هو أن الغاز كان من مخلفات اصطدام عملاق.