ناسا | وتشير الدراسة إلى أن البنية الداخلية لبلوتو مختلفة عما كان يعتقد سابقا

منذ أن اكتشفت الكاميرات في مهمة نيوهورايزنز التابعة لناسا هيكلًا كبيرًا على شكل قلب على سطح الكوكب القزم بلوتو في عام 2015، حيرت هذه الميزة العلماء بسبب شكلها الفريد وجغرافيتها وارتفاعها. استخدم فريق من العلماء من جامعة برن، بما في ذلك العديد من أعضاء NCCR Planets وجامعة أريزونا في توكسون، عمليات محاكاة رقمية للتحقيق في أصل سبوتنيك بلانيتيا، وهو الجزء الغربي على شكل دمعة من سطح النواة. بلوتو.

وفقًا لأبحاثهم، تميز تاريخ بلوتو المبكر بحدث كارثي أدى إلى نشوء سبوتنيك بلانيتيا: اصطدامه بجسم كوكبي يبلغ قطره حوالي 700 كيلومتر. وتشير النتائج التي توصل إليها الفريق، والتي نشرت مؤخرا في مجلة Nature Astronomy، إلى أن البنية الداخلية لبلوتو مختلفة عما كان يعتقد سابقا، مما يشير إلى عدم وجود محيط تحت السطح.

القلب، المعروف أيضًا باسم تومبو ريجيو، جذب انتباه الجمهور مباشرة بعد اكتشافه. لكنها جذبت اهتمام العلماء على الفور لأنها مغطاة بمادة عالية البياض تعكس ضوءًا أكثر من محيطها، مما يمنحها لونها الأبيض.

ومع ذلك، فإن القلب ليس مصنوعًا من عنصر واحد. وتبلغ مساحة سبوتنيك بلانيتيا (المنطقة الغربية) ما بين 1200 و2000 كيلومتر، أي حوالي ربع مساحة أوروبا أو الولايات المتحدة. لكن من المثير للدهشة أن هذه المنطقة أصغر بثلاثة إلى أربعة كيلومترات من معظم سطح بلوتو.

“المظهر المشرق لسبوتنيك بلانيسيا هو أنه مملوء بشكل رئيسي بجليد النيتروجين الأبيض، الذي يتحرك باستمرار ويسخن لتليين السطح. ربما يكون هذا النيتروجين قد تراكم بعد وقت قصير من الاصطدام على ارتفاعات منخفضة”، كما يقول الدكتور هاري بالانتين من الجامعة. ويوضح أوف برن، المؤلف الرئيسي للدراسة، في بيان له.

الجزء الشرقي من القلب مغطى أيضًا بطبقة مماثلة، ولكن أرق بكثير من جليد النيتروجين، ولا يزال أصلها غير واضح للعلماء، ولكن قد يكون مرتبطًا بالسطح السبوتنيكي.

يقول الدكتور مارتن جوتزي من جامعة برن، الذي بدأ الدراسة: “يشير الشكل المطول لسبوتنيك بلانيتيا بوضوح إلى أن الاصطدام لم يكن تأثيرًا مباشرًا، بل كان تأثيرًا مائلًا”.

لذلك استخدم الفريق، مثل كثيرين آخرين حول العالم، برنامج محاكاة هيدروديناميكا الجسيمات الناعمة (SPH) لإعادة إنشاء مثل هذه التأثيرات رقميًا، مع تغيير تكوين بلوتو وتأثيره، بالإضافة إلى سرعة وزاوية التأثير. وأكدت هذه المحاكاة شكوك العلماء حول زاوية ميل الاصطدام وحددت تركيبة الاصطدام.

“ولأن نواة بلوتو باردة جدًا، كانت الصخور صلبة جدًا ولم تذوب على الرغم من حرارة الاصطدام، وبفضل زاوية الاصطدام والسرعة المنخفضة، لم يغرق نواة الاصطدام في نواة بلوتو، بل بقي سليمًا. “مثل اللمسة”، يشرح بالانتاين.

يقول المؤلف المشارك إريك أسباخ من جامعة أريزونا: “في مكان ما تحت سبوتنيك توجد بقايا جسم ضخم آخر لم يهضمه بلوتو بالكامل”. كانت هذه القوة المركزية والسرعة المنخفضة نسبيًا عاملاً أساسيًا في نجاح عمليات المحاكاة هذه: فالقوة المنخفضة ستؤدي إلى سمة سطحية متبقية أكثر تناسقًا لا تشبه شكل الدمعة الذي لاحظته نيو هورايزنز.

“لقد اعتدنا على التفكير في الاصطدامات بين الكواكب باعتبارها أحداثًا متطرفة بشكل لا يصدق، حيث يمكن إهمال تفاصيل أخرى غير أشياء مثل الطاقة والزخم والكثافة. ولكن في النظام الشمسي البعيد، تكون السرعة أبطأ بكثير والجليد الصلب أقوى، لذلك عليك أن تكون دقيقًا جدًا في حساباتك، وهنا تبدأ المتعة.

ويتمتع الفريقان بتاريخ طويل من التعاون منذ عام 2011، على سبيل المثال استكشاف فكرة “الذبذبات” الكوكبية لشرح خصائص الجانب البعيد من القمر. بعد قمرنا وبلوتو، يخطط فريق جامعة برن لاستكشاف سيناريوهات مماثلة لأنظمة أخرى في النظام الشمسي الخارجي، مثل الكوكب القزم الشبيه ببلوتو هاوميا.