تتطلب الجيولوجيا النشطة والكيمياء واسعة النطاق التي تحركها كميات هائلة من الحرارة. الكواكب القزمة القريبة من حافة النظام الشمسي، مثل بلوتو وغيره من أجرام حزام كويبر، تكونت من مواد باردة وجليدية، وبشكل عام لم تصبح ساخنة بدرجة كافية للشمس. ربما تكون الحرارة المتبقية من تكوينه قد فقدت في الفضاء منذ فترة طويلة.
ومع ذلك، تبين أن بلوتو عالم مليء بالأحداث الجيولوجية، والتي تضمن بعضها إعادة تنشيط مستمرة لسطح الكوكب القزم. وفي الأسبوع الماضي، قال الباحثون إن الشيء نفسه يمكن أن يحدث للكواكب القزمة الأخرى في حزام كويبر. وبفضل قدرات تلسكوب الويب، تمكن من التمييز الاختلافات في نظائر الهيدروجين في داخل المواد الكيميائية الموجودة على سطح الإيريس والمجماك.
الكواكب القزمة، باردة وبعيدة
تنشأ أجسام حزام كويبر من النظام الشمسي البعيد؛ وهي تتشكل بعيداً عن حرارة الشمس، وتحتوي على العديد من المواد التي تكون غازات في الكواكب الداخلية، مثل النيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون. نمت العديد من هذه الأجسام بعيدًا عن تأثير جاذبية الكواكب الثمانية الرئيسية، لدرجة أنها لم تسافر أبدًا إلى النظام الشمسي الداخلي الساخن. وأيضًا، نظرًا لوجود القليل جدًا من المواد القادمة من الشمس حتى الآن، فإن معظم الأجسام صغيرة جدًا.
على الرغم من أنها تظهر عند درجات حرارة عالية بسبب العملية التي تشكلت بها، إلا أن حجمها الصغير يشير إلى نسبة سطح إلى حجم مناسبة تسمح للحرارة الداخلية بالانتشار بسرعة إلى الفضاء. ومنذ ذلك الحين، جاءت الحرارة من اصطدامات نادرة أو اضمحلال النظائر المشعة.
لكن وصول مهمة “نيو هورايزنز” إلى بلوتو أوضح ذلك لا يتطلب الأمر الكثير من الحرارة لتكوين جيولوجيا نشطةقد تفسر التغيرات الموسمية في ضوء الشمس بعض خصائصه. مثل هذه العوالم أقل عرضة للتعرض لأشعة الشمس يحبويدور حول الشمس مرة ونصف أقرب من كوكب بلوتو. ايريسإنه بحجم بلوتو تقريبًا، ويدور بالقرب من النجم مرتين بعد أقرب اقتراب له.
قد يستغرق الأمر عقودًا لإرسال مهمة إلى أي من هذه الكواكب، ولا يوجد حاليًا أي منها قيد التطوير، لذلك لا يمكننا تحديد الشكل الذي ستكون عليه أسطحها. لكن هذا لا يعني أننا لا نعرف أي شيء عنهم. وقد ساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي على زيادة معرفتنا بها.
استخدم جيمس ويب هذه الأجسام للحصول على صور لأشعة الشمس المنعكسة منها، وحصل على أطيافها تحت الحمراء، أي كمية الضوء عند أطوال موجية مختلفة. ويعتمد الطيف على التركيب الكيميائي لسطح الكواكب القزمة. تمتص بعض المواد الكيميائية أطوال موجية معينة من ضوء الأشعة تحت الحمراء، مما يمنعها من الانعكاس. ومن خلال النظر إلى مكان انخفاض الطيف، يمكنك معرفة المواد الكيميائية التي تحتوي عليها.
وقد تم بالفعل إنجاز بعض هذا العمل. لكن جيمس ويب قادر على التقاط أجزاء من الطيف لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقًا، وحتى أدواته ذات صلة. التعرف على النظائر المختلفة للذرات يصنع كل مادة كيميائية. على سبيل المثال، بعض جزيئات الميثان (CH4) من قبيل الصدفة، ستشكل إحدى ذرات الهيدروجين نظيرها الأثقل، الديوتيريوم، CH3د. تعمل هذه النظائر كأدوات تعقب محتملة وتكشف عن معلومات حول أصل المواد الكيميائية.
اكتشافات غير متوقعة على الكواكب القزمة
يحتوي كل من Eris وMagmac على الكثير من جليد الميثان على سطحيهما، كما أن لدى Eris علامات وجود جليد النيتروجين، على الرغم من عدم وجود Magmac. ومن المثير للدهشة أن أول أكسيد الكربون لا يظهر في أي من الجسمين، على الرغم من أنه مكون رئيسي في الجليد المذنب، والذي يعتقد أيضًا أنه يأتي من حزام كويبر. وهذه هي العلامة الأولى على حدوث شيء غريب على سطح هذه الأجسام.
لا يحتوي الميثان على أي آثار للجزيئات العضوية الأكثر تعقيدًا التي تتشكل عادة عند تعرضها للإشعاع. وهي تشمل الإيثان والإيثيلين والأسيتيلين. الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا غائبة عن الطيف.
