الحسابات المنشورة لنظرية أصل بقعة موردور في القطب الشمالي لشارون

تشارون. الصورة: وكالة ناسا

خلال ممر تاريخي تجاوز بلوتو في 14 يوليو 2015 ، التقطت مركبة الفضاء نيو هورايزونز صورًا رائعة بشكل مذهل لبلوتو وأقماره الصناعية الخمسة ، بما في ذلك أكبرها - شارون. لم يأمل العلماء أبدًا في الحصول على صور مفصلة للغاية لقمر صناعي لكوكب قزم ، يقع على حافة النظام الشمسي ، على مسافة تزيد عن 4 مليار كيلومتر (حوالي 4.3-7.5 مليار كيلومتر ، اعتمادًا على نقاط المدارات).

في الصور ، رأى علماء الفلك منظرًا غريبًا من الجليد المائي ، تنتشر فيه الجبال والأودية. وبطبيعة الحال ، بقعة غامضة ضخمة من اللون الأحمر القذر التي تغطي القطب الشمالي.

تسمى هذه البقعة التي يبلغ قطرها حوالي 475 كم موردور . ذكر ظهور البقعة مع سلاسل الجبال المحيطة العلماء بالمنطقة الشهيرة في ميدل إيرث ، وهي امتلاك سورون ، حيث ذهب فرودو وصديقه لتدمير حلقة القهر.

في البداية ، اعتقد العلماء أن البقعة تشكلت من بقايا المركبات العضوية الصلبة التي تكونت من غازات تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، وتدفق الجسيمات المشحونة من الشمس أو الإشعاع الكوني.

صحيح أن هذه النظرية لها عيبان صغيران. أولاً ، لا توجد غازات في شارون. ثانيًا ، لا يوجد إشعاع كوني تقريبًا ، والقطب الشمالي دائمًا ما يكون في ظل الشمس.


يبلغ قطر تشارون حوالي نصف قطر بلوتو (صور ملونة زائفة). الصورة: وكالة ناسا

لوحظ النشاط البركاني فقط في بلوتو ، ولكن ليس في شارون. أي ، لتأكيد نظرية تكوين موردور ، كان من الضروري طرح نظرية أخرى حول نقل الغاز من بلوتو إلى تشارون وإيجاد مصدر إشعاع للتفاعل الكيميائي.

بعد 12 شهرًا من العمل الشاق ، تمكنت مجموعة من 127 عالمًا من جلب القاعدة النظرية إلى هذه النسخة. في ورقة علمية نشرت أمس ، قامت مجموعة من الباحثين من وكالة ناسا ومعهد SETI والمنظمات العلمية الأخرى ببناء سلسلة واضحة من الأحداث حول كيفية وصول غاز الميثان من بلوتو إلى شارون وما يحدث له.

إذن هذا ما يحدث. كونه كوكبًا قزمًا ، لا يستطيع بلوتو الاحتفاظ بجميع الميثان بالقرب من سطحه بعد الانفجارات البركانية. جزء من الميثان ينفجر بانتظام من الرياح الشمسية باتجاه شارون. بدورها ، فإن جاذبية تشارون ليست كافية أيضًا لاحتواء الغاز. لكن العلماء حسبوا أن 2.5٪ من الميثان من بلوتو لا يزال على سطح تشارون. إذا عدت ، خلال هذه الأحداث ، يقع ما يقرب من 270 مليار جزيء ميثان على كل متر مربع من Charon كل ثانية.

تتصرف جزيئات ميثان تشارون تقريبًا مثل جزيئات الغاز في الغلاف الخارجي ، أي أنها تقفز على طول المسارات البالستية. تستمر حياة الجزيئات هذه حتى تسقط في فخ القطب الشمالي. "درجة الحرارة في القطب الشمالي هي منخفضة بشكل لا يصدق، - يقولعالم الفلك ويل جروندي من مرصد لويل ، واحد من 127 مؤلفًا للعمل العلمي ، بحيث لم يعد أي جزيء CH ₄ ، يتصادم مع القطب الشمالي ، قادرًا على الارتداد عن السطح ، مثل أي مكان آخر في Charon. في النهاية ، يتراكم القليل من الميثان هناك. "


نمذجة درجة الحرارة عند خطوط العرض المختلفة لشارون في 1750-2050 (في ° ك)

ولكن هذا ليس كل شيء. بعد كل شيء ، الميثان هو غاز عديم اللون. لتشكيل بقعة حمراء من موردور ، من الضروري إجراء تفاعل كيميائي ينطوي على الأشعة فوق البنفسجية. من أين تحصل عليه؟


بقعة موردور. الصورة: NASA / جامعة جونز هوبكنز مختبر الفيزياء التطبيقية / معهد الجنوب الغربي للأبحاث

صنع ويل جراندي وزملاؤه نموذجًا لا يتعارض مع قوانين الفيزياء ، وكيف ترتد الأشعة فوق البنفسجية من جزيئات غاز الهيدروجين في وسط بين الكواكب - وتسقط على القطب الشمالي لشارون ، الموجود في الظل. يزيل الأشعة فوق البنفسجية ذرات الهيدروجين من CH ₄ ، مشكلاً الميثيل CH ₃ . جذور الميثان هذه نشطة للغاية وتتفاعل بسهولة مع بعضها البعض.

وأوضح ويل غراندي: "إذا حدث كل هذا لفترة كافية ، فإن الأجزاء تستمر في إعادة التركيب ، وتبدأ هذه الجزيئات الكبيرة في التكون فيك ، حيث يرتبط كل شيء ببعضه البعض في فوضى شديدة الفوضى". وفقًا للحسابات ، تم تشكيل طبقة من الجزيئات الكبيرة بسماكة حوالي 0.16 ملم على مدى مليون عام.

هذه الفوضى من الجزيئات الكبيرة تسمى المصطلحات العلميةتولينز هي مواد عضوية توجد خطوط امتصاصها في أطياف العديد من الأجسام الجليدية في النظام الشمسي الخارجي. ويعتقد أنها مزيج من البوليمرات العضوية المختلفة التي تشكلت في الغلاف الجوي من المركبات العضوية البسيطة ، مثل الميثان والإيثان ، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. يعتقد أن تولين هي سلائف كيميائية للحياة (تحت تأثير التحلل المائي ، يمكن أن يتحد التولنز إلى أحماض أمينية).

في نهاية القرن العشرين ، تمكن العلماء من الحصول على تولينز في ظروف مختبرية على الأرض ، على الرغم من أنها لم تعد تتشكل بشكل طبيعي هنا. ومع ذلك ، فإن هذا الأساس الأولي للحياة قابل للأكل حتى في الواقع - يمكن لبعض البكتيريا أن تتغذى عليه.

والتولنات حمراء قذرة حقًا.

Chtd

صحيح أن هناك مشكلة صغيرة. تم اكتشاف بقعة حمراء أيضًا على قمر صناعي بلوتو آخر يسمى Nyx. ولكن نظرًا لكتلتها الأصغر (الأبعاد الحجرية 54 × 41 × 36 كم) ، وفقًا لهذه النظرية ، يجب أن تصل العمليات المماثلة إلى هناك أبطأ بنحو 20000 مرة. تبدو البقعة كبيرة جدًا لمثل هذه العملية. لذا فإن سر موردور سابق لأوانه بحيث لا يمكن حله بالكامل.


سبوتنيك نيكتا. صورة من المركبة الفضائية نيو هورايزونز

، نُشر العمل العلمي في 14 سبتمبر 2016 في مجلة Nature (doi: 10.1038 / nature19340).

Source: https://habr.com/ru/post/ar397653/