الزائر البينجمي 3I/ATLAS يحتوي على ماء مخفف بنسبة 30 مرة أكثر تركيزًا، مما يشير إلى ALMA

كشفت عمليات الرصد الجديدة التي أجراها مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA) عن نسبة الماء العادي إلى الماء المخفف في المذنب البينجمي 3I/ATLAS، مما يشير إلى أصله في بيئة شديدة البرودة. يقدم البحث، الذي أجراه طالب الدكتوراه في جامعة ميشيغان لويس سالازار مانزانو، بالتعاون مع الأستاذة المساعدة تيريزا بانيكي كارينيو، بصمة كيميائية لنظام كوكبي بعيد. يمثل هذا الاكتشاف أول قياس للمياه شبه الثقيلة في جسم من أصل بين النجوم.

يحتوي المذنب 3I/ATLAS على ما لا يقل عن 30 ضعف نسبة الماء شبه الثقيل الموجودة في المذنبات في نظامنا الشمسي، وهي قيمة تتجاوز تلك المسجلة في محيطات الأرض بأكثر من 40 مرة. يوفر هذا الاختلاف الكبير نافذة كيميائية مباشرة على الظروف المتجمدة التي تشكل فيها النظام النجمي للمذنب. تشير المعلومات إلى أن عمليات تكوين الكواكب في أماكن أخرى من المجرة قد تختلف بشكل كبير عن تلك التي شكلت نظامنا الشمسي.

يشير التركيب الفريد للمياه إلى الأصل في البرد القارس

أوضح التحقيق أن المذنب 3I/ATLAS يظهر وفرة عالية بشكل ملحوظ من الماء المخفف مقارنة بالمياه العادية (H₂O). في حين أن المذنبات في النظام الشمسي تحتوي على جزيء واحد تقريبًا من الماء شبه الثقيل لكل عشرة آلاف جزيء من الماء العادي، فقد أظهر الجسم البينجمي تركيزًا أعلى بكثير. ومن المثير للاهتمام أن الماء العادي نفسه انخفض إلى ما دون عتبة اكتشاف ALMA أثناء عمليات الرصد، مما دفع الفريق إلى تحديد نسبة D/H بشكل غير مباشر. لقد اكتشفوا HDO مباشرة واستنتجوا معدل إنتاج الماء من خلال إثارة خطوط الميثانول. يوضح نهج النمذجة هذا القدرات التحليلية لـ ALMA. تم تحديد هذه النسبة عندما تشكل النظام الأساسي للمذنب وظل محفوظًا وسليمًا طوال رحلته الطويلة بين النجوم، حيث كان بمثابة “أحفورة” جزيئية للظروف البدائية هناك.

يتيح ALMA إجراء قياسات مهمة ونافذة مراقبة فريدة من نوعها

أصبح الحصول على البيانات ممكنًا بفضل مصفوفة أتاكاما المدمجة (ACA) التابعة لـ ALMA. حدثت هذه الملاحظات بعد ستة أيام فقط من وصول المذنب 3I/ATLAS إلى أقرب نقطة له من الشمس. كانت نافذة المراقبة الضيقة هذه حاسمة في هذا الاكتشاف، حيث أن قدرة ALMA الفريدة على الإشارة في اتجاه الشمس تميزها عن معظم التلسكوبات البصرية. وسلط بانيكي كارينو الضوء على أهمية هذه الوظيفة. لا تستطيع معظم الأدوات الإشارة إلى الشمس، لكن التلسكوبات الراديوية مثل ALMA تستطيع ذلك. وتمكن الفريق من مراقبة المذنب بعد أيام قليلة من الحضيض الشمسي، وتحديدًا عندما خرج من عبوره خلف الشمس. وقد سمح لهم ذلك بتقييد الجزيئات، وهو أمر لم يكن ممكنًا باستخدام أدوات أخرى.

لقد كانت قدرات ALMA فعالة في:

Leia Também

يكتسب iPhone ميزات الذكاء الاصطناعي والخصوصية مع نظام التشغيل iOS 27 من Apple

يحصل كتالوج PlayStation Plus على خمسة ألقاب في شهر مايو؛ تقوم شركة Sony بإزالة لعبتين من المنصة

يُظهر التسريب هاتف iPhone 18 Pro مع إعادة تصميم غير مسبوقة للكاميرا الأمامية

• كشف HDO:أول قياس مباشر للمياه المخففة في جسم بين النجوم.
• تحديد المواقع الشمسية:القدرة على مراقبة المذنب بعد وقت قصير من مروره الأقرب إلى الشمس.
• النمذجة المتطورة:استخدام إثارة خطوط الميثانول لاستنتاج إنتاج الماء.
• نافذة المراقبة:الاستفادة من الفترة القصيرة التي كان فيها المذنب مرئيا ونشطا.

الظروف المتجمدة: مؤشر لتكوين النظام النجمي

وأوضح لويس سالازار مانزانو أن العمليات الكيميائية المسؤولة عن زيادة الماء المخفف حساسة للغاية لدرجة الحرارة. وهي تتطلب بيئات أكثر برودة، بشكل عام أقل من 30 كلفن تقريبًا. تسمح هذه الميزة لنسبة D/H بالعمل كمقياس حرارة كيميائي لمكان ولادة المذنب. يشير تحليل نسبة الماء في 3I/ATLAS إلى أنها نشأت في بيئة ذات درجات حرارة أقل بكثير من تلك السائدة أثناء تكوين نظامنا الشمسي. وتعزز هذه المعلومات فكرة التنوع الكبير في آليات تكوين الكواكب عبر المجرة. يجلب كل مذنب بين النجوم معه جزءًا من تاريخه، ويعمل كأحفورة من أماكن أخرى، والتي بدأنا نفهمها من خلال أدوات مثل ALMA.

المذنبات بمثابة “كرات الثلج القذرة” والرسل الكونيين

غالبًا ما توصف المذنبات بأنها “كرات الثلج القذرة” بسبب محتواها العالي من الماء. تحتوي هذه المياه على سجلات كيميائية مجمدة للبيئة التي تشكلت فيها. إن المتغير الجزيئي للماء، المعروف باسم الماء المخفف (HDO)، والذي يتم فيه استبدال ذرة الهيدروجين بالديوتيريوم (ذرة هيدروجين مع نيوترون إضافي)، يعمل كعلامة أساسية. نسبة HDO/H₂O لها أهمية كونية خاصة، حيث تم تحديد وفرة الديوتيريوم والهيدروجين خلال الانفجار الكبير نفسه. وهذا يحول القياس إلى اختبار أساسي وفريد ​​للظروف التي ولدت في ظلها عوالم أخرى. إن القدرة على مقارنة كيمياء هؤلاء الزوار بين النجوم وكيمياء المذنبات الموجودة في نظامنا الشمسي توفر رؤى قيمة حول عدم تجانس السحب الجزيئية السلفية للنجوم والكواكب في جميع أنحاء درب التبانة.