كشف بحث جديد أجراه الخبراء أن جانيميد، أكبر قمر في النظام الشمسي والمشتري، كان لديه بداية باردة في تكوينه. تتعارض هذه النتيجة الأساسية مع فرضية الولادة الساخنة للقمر الطبيعي. يشير الاكتشاف إلى عملية تسخين تدريجية بلغت ذروتها في تكوين قلبها المعدني ومجالها المغناطيسي.
اكتشفه العالم جاليليو جاليلي في أوائل القرن السابع عشر، ويتميز جانيميد بميزات فريدة في النظام الشمسي. الجرم السماوي أكبر من كوكب عطارد وهو القمر الوحيد المعروف أن له مجال مغناطيسي خاص به. وهذا التمييز يجعله موضوعًا دراسيًا حاسمًا لفهم الديناميكيات الجيولوجية للأجسام الكوكبية، مما يوفر رؤى قيمة حول تطور الأقمار العملاقة.
انحرف التكوين المبكر لجانيميد عن الأرض
وأشار التحقيق المتعمق في جانيميد إلى أن القمر بدأ وجوده في حالة درجة حرارة منخفضة. يقول الباحثون إن كتلة جانيميد لم تكن في البداية ساخنة بما يكفي للخضوع للانقسام الداخلي الفوري، الأمر الذي كان سيخلق نواة معدنية منذ البداية. من ناحية أخرى، تفترض البداية الساخنة وجود نواة معدنية بالفعل في المرحلة الجنينية للقمر، على غرار ما حدث مع الأرض. يوفر هذا التباين نموذجًا جديدًا لفهم تكوين الأجرام السماوية.
وشدد كيفن ترينه، المؤلف المشارك في الدراسة والباحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك)، على أهمية تتبع وقت التكوين الأساسي لجانيميد. وكان السؤال الرئيسي الذي يواجه الخبراء على وجه التحديد هو ما إذا كانت بداية القمر باردة أم ساخنة. وعمل فريق البحث على فك التعقيدات الجيولوجية والمغناطيسية للقمر الصناعي.
- يتمتع جانيميد بخصائص فريدة تجعله متميزًا بين الأقمار الصناعية الأخرى في النظام الشمسي:
- وهو أكبر من كوكب عطارد.
- وهو القمر الوحيد في النظام الشمسي الذي يتمتع بمجال مغناطيسي جوهري.
- لها غلاف مغناطيسي خاص بها، يتم توليده داخليًا.
يتم تشغيل الغلاف المغناطيسي للقمر بواسطة الدينامو
يتم تشغيل الغلاف المغناطيسي لجانيميد من خلال عملية داخلية تتضمن تحريك الحديد السائل الموصل للكهرباء. وتحدث هذه الآلية داخل قلبه وهي تشبه المولد الأرضي الذي يولد المجال المغناطيسي للأرض. ومع ذلك، فإن التشابه مع الأرض محدود، حيث أظهر جانيميد اختلافات جوهرية في تطوره الجيولوجي والحراري.
تسربت قطرات من المعدن المنصهر، المكونة من الحديد وكبريتيد الحديد، تدريجيًا إلى داخل جانيميد مع مرور الوقت. وكانت عملية الهجرة البطيئة هذه ضرورية لتكوين قلب القمر. وكان تكوين اللب المعدني بدوره هو الحدث التحفيزي الذي أدى إلى تنشيط المجال المغناطيسي الذي يحيط بالقمر الصناعي اليوم.
مصادر الحرارة تغذي التدفئة المستمرة
إن التسخين التدريجي لجانيميد، والذي أدى إلى تكوين قلبه ومجاله المغناطيسي، مدعوم بمصدرين رئيسيين للحرارة. إحداها هي الحرارة الإشعاعية، والتي تنتج عن اضمحلال النظائر المشعة الثقيلة الموجودة في باطن القمر. تساهم هذه الطاقة التي يتم إطلاقها باستمرار في الحفاظ على بيئة دافئة بدرجة كافية للديناميكيات الداخلية.
المصدر الثاني المهم للحرارة هو حرارة المد والجزر، التي اكتسبها جانيميد من خلال تفاعل الجاذبية المكثف مع كوكب المشتري العملاق. تتسبب قوى المد والجزر التي يمارسها المشتري على أكبر أقماره في حدوث تشوهات داخلية واحتكاك، مما يؤدي إلى توليد الحرارة بشكل مستمر. يعد الجمع بين هاتين الآليتين الحراريتين أمرًا بالغ الأهمية للنشاط الجيولوجي والمغناطيسي للقمر.
حدث التكوين الأساسي بعد 200 مليون سنة
ويشير البحث إلى أن عملية تكوين النواة المعدنية لجانيميد حدثت بعد أول 200 مليون سنة من تاريخ النظام الشمسي. هذه الفترة هي بعد الوقت الذي تتشكل فيه نوى الكواكب بشكل طبيعي. يشير هذا التسلسل الزمني المتأخر إلى مسار تطوري متميز لجانيميد مقارنة بالكواكب والأجرام السماوية الأخرى الأكبر حجمًا.
ويعتقد العلماء أن عملية التسخين وتكوين اللب ربما لا تزال مستمرة حتى اليوم. يشير هذا الاحتمال إلى أن جانيميد يظل “حيًا” جيولوجيًا ويتعرض لتسخين داخلي مستمر. وتوضح صورة جانيميد التي التقطها مسبار غاليليو التابع لناسا، مدى تعقيد وجمال هذا الجسم السماوي، الذي لا يزال يفاجئ الباحثين باكتشافاته.