نجح العلماء أخيرًا في حل لغز كيفية ظهور جسم عملاق على شكل قلب على سطح بلوتو. نجح فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية لأول مرة في إعادة إنتاج الشكل غير المعتاد بمساعدة المحاكاة العددية وأرجعوه إلى تأثير ضخم ولكنه بطيء الحركة بزاوية حادة.
منذ كاميرات المهمة وكالة ناسا واكتشفت نيوهورايزنز هيكلا كبيرا على شكل قلب على سطح الكوكب القزم بلوتو في عام 2015، وهو الاكتشاف الذي حير العلماء بشكله الفريد وتكوينه الجيولوجي وارتفاعه. لذلك استخدم العلماء عمليات المحاكاة العددية للتحقيق في أصل الجزء الغربي من الجسم السطحي على شكل قلب لبلوتو، والذي يسمى سبوتنيك بلانيتيا.
وفقا للبحث، حدثت كارثة في تاريخ بلوتو المبكر والتي أثرت على تشكيل هذه المنطقة. كان الاصطدام بجسم كوكبي يبلغ قطره حوالي 700 كيلومتر، أي ضعف مساحة سويسرا تقريبًا من الشرق إلى الغرب. وتشير النتائج التي توصل إليها الفريق أيضًا إلى أن البنية الداخلية لبلوتو تختلف عما كان يُعتقد سابقًا، وأنه لا يحتوي على محيط تحت السطح.
وقد اجتذب قلب بلوتو، المعروف أيضًا باسم منطقة تومبو، انتباه الجمهور والاهتمام العلمي لأنه مغطى بمادة عالية البياض تعكس ضوءًا أكثر من البيئة المحيطة، مما يمنحه لونًا أكثر بياضًا. لكن القلب لا يتكون من عنصر واحد. ويشغل جزئها الغربي مساحة 1200×2000 كم، أي ما يعادل ربع مساحة أوروبا. ومع ذلك، فمن اللافت للنظر أن هذه المنطقة أقل ارتفاعًا بمقدار 3-4 كيلومترات عن معظم سطح بلوتو.
"يُفسر المظهر المشرق للسهل القمري بحقيقة أنه مملوء في الغالب بجليد النيتروجين الأبيض، الذي يتحرك ويتحول إلى الحمل الحراري، مما يؤدي إلى تسوية السطح باستمرار. ويقول العلماء: "من المرجح أن هذا النيتروجين تراكم بسرعة بعد الاصطدام بسبب الارتفاع المنخفض". الجزء الشرقي من القلب مغطى أيضًا بطبقة مماثلة ولكن أرق بكثير من جليد النيتروجين، ولا يزال أصلها غير واضح للعلماء.
ويضيف العلماء: "يشير الشكل المطول للمنطقة بشكل مقنع إلى أنه لم يكن اصطداما مباشرا، بل كان اصطداما مائلا". استخدم الفريق برنامج محاكاة هيدروديناميكا الجسيمات الملساء (SPH) لإعادة إنشاء مثل هذه الاصطدامات رقميًا، مع تغيير تكوين بلوتو ومصطدمه، بالإضافة إلى سرعة الاصطدام وزاويته. وأكدت عمليات المحاكاة شكوك العلماء حول زاوية الاصطدام المائلة وحددت تركيبة جسم الاصطدام.
"إن نواة بلوتو باردة جدًا لدرجة أن الصخور ظلت صلبة ولم تذوب، على الرغم من الحرارة الناتجة عن الاصطدام، وبسبب زاوية الاصطدام والسرعة المنخفضة، لم تغوص نواة الاصطدام في نواة بلوتو، ولكنها ظلت سليمة كرذاذ على الأرض". ذلك"، قال العلماء. "في مكان ما تحت السطح توجد بقايا من قلب جسم ضخم آخر لم يهضمه بلوتو أبدًا." كانت قوة القلب والسرعة المنخفضة نسبيًا عاملاً أساسيًا في نجاح عمليات المحاكاة هذه، حيث كان من الممكن أن تؤدي القوة المنخفضة إلى شكل متماثل للغاية للسطح المتبقي، على عكس شكل القطرة الذي شوهد آفاق جديدة.
تشارك هذه الدراسة أيضًا معلومات جديدة حول البنية الداخلية لبلوتو. في الواقع، فإن الاصطدام العملاق مثل ذلك الذي تم تصميمه هو أكثر احتمالا بكثير من ذلك الذي حدث في وقت مبكر جدا من تاريخ بلوتو. ومع ذلك، فإن هذا يخلق مشكلة: فالمنخفض العملاق مثل الموجود في هذه المنطقة يجب، وفقًا لقوانين الفيزياء، أن يتحرك ببطء نحو قطب الكوكب القزم مع مرور الوقت لأنه يعاني من عجز في الكتلة. ومع ذلك، فمن المفارقة أنها تقع بالقرب من خط الاستواء.
كان التفسير النظري السابق هو أن بلوتو يحتوي على محيط تحت سطحه من الماء السائل. ووفقا لهذا التفسير، فإن القشرة الجليدية لبلوتو ستكون أرق في منطقة سهل سبوتنيك، مما سيؤدي إلى انتفاخ المحيط، وبما أن الماء السائل أكثر كثافة من الجليد، فإن النتيجة ستكون زيادة في الكتلة تؤدي إلى هجرته. خط الاستواء.
ومع ذلك، تقدم دراسة جديدة وجهة نظر بديلة. "في عمليات المحاكاة التي قمنا بها، تم تدمير الوشاح البدائي لبلوتو بالكامل بسبب الاصطدام، ومع سقوط المادة الأساسية على قلب بلوتو، فإنها تخلق فائضًا محليًا في الكتلة يمكن أن يفسر الهجرة نحو خط الاستواء دون وجود محيط تحت السطح، أو على الأكثر مع وجود محيط رقيق جدًا". المحيط" - لاحظ العلماء.
اقرأ أيضا: