دراسة بينجمومية تكشف أن 3I/ATLAS تشكّل في ظروف شديدة البرودة

زائر بينجمومي ثالث يترك أثراً مفصّلاً

عندما عبر 3I/ATLAS النظام الشمسي، مارّاً قرب الأرض قبل أن ينحني حول الشمس، أصبح ثالث جسم بينجمومي يكتشفه الفلكيون على الإطلاق. كل مذنب وكويكب آخر في فهارسنا مرتبط gravitationally بنجمنا. أما هذا فقد وصل من مكان آخر تماماً، وواصل مسيره. وهذا ما يجعل تحديد مكان تشكّله مسألة تحقيق جنائي صعبة حقاً — ويعتقد فريق من الباحثين البريطانيين الآن أن لديه إجابة مقنعة.

وفقاً لورقة بحثية جديدة نُشرت في Monthly Notices of the Royal Astronomical Society، تشكّل 3I/ATLAS في ظروف شديدة البرودة، وعلى الأرجح في الأطراف الجليدية النائية لنظامه النجمي الأم بدلاً من أي مكان قريب من نجمه الأم. والنتيجة هي الأولى من نوعها للفلكيين الذين يدرسون الأجسام البينجمومية، وتحمل تداعيات حول كيفية التحقيق في زوار مستقبليين من هذا النوع.

جسم كشف عن داخله

الأجسام البينجمومية ضيوف عابرون. تصل بسرعة عالية، تمرّ، ثم تختفي. وما يجعل 3I/ATLAS منتجاً بشكل غير عادي للعلم هو الكمية الهائلة من المواد التي أطلقها. شهد المذنب انبعاثاً غازياً كبيراً قبل وبعد أقرب اقتراب له من الشمس، لكن الانفجارات التي تلت ذلك الاقتراب الأقرب — عندما خرج الجسم من خلف الشمس وبدأ مغادرته لجوارنا — هي التي أثبتت أنها الأكثر كشفاً.

حملت تلك الانفجارات مواد جديدة إلى الخارج من داخل المذنب، مما منح أجهزة التحليل الطيفي على الأرض شيئاً نادراً ما تحصل على عيّنة منه: نظرة مباشرة على ما يتكوّن منه جسم من نظام كوكبي آخر فعلاً. ومن خلال تحليل أطياف المواد المنبعثة، تمكّن فريق البحث من إعادة بناء الظروف الفيزيائية التي تجمّع فيها 3I/ATLAS أصلاً.

قراءة مذنب بواسطة مطياف WEAVE

اعتمدت المشاهدات على WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE)، وهو مطياف جديد متعدد الأجسام مثبّت على تلسكوب William Herschel Telescope (WHT) البالغ قطره 4.2 متر والتابع لمجموعة Isaac Newton Group. وجّه الفريق WEAVE نحو الغازات المتأينة المتدفقة بعيداً عن 3I/ATLAS بينما خرج المذنب من خلف الشمس وبدأ مغادرة النظام الشمسي.

ومن خلال الجمع بين التحليل الطيفي بواسطة Large Integral Field Unit (LIFU) الخاص بـ WEAVE وقدرات التوجيه المطوّرة حديثاً للتلسكوب، تمكّن الباحثون من تحديد خمسة أيونات مميزة أُنتجت في الوقت نفسه داخل تيار المذنب. وكانت تلك الأنواع:

• ثنائي النيتروجين (N₂)
• أول أكسيد الكربون (CO⁺)
• ثاني أكسيد الكربون (CO₂⁺)
• أيون الماء (H₂O⁺)
• الهيدروكربونات (CH⁺)

إن الكشف عن هذا العدد من الأنواع في الوقت نفسه إنجاز تقني بحد ذاته، وهو ما جعل الخطوة التالية ممكنة.

ميزان حرارة من نسبة النيتروجين إلى أول أكسيد الكربون

جاء القياس الحاسم من مقارنة كمية غاز ثنائي النيتروجين التي كان المذنب يطلقها نسبة إلى أول أكسيد الكربون. تعمل تلك النسبة كميزان حرارة طبيعي للبيئة التي تتكثّف فيها الأجسام الجليدية: فالجليد الحامل للنيتروجين لا يبقى محتجزاً في مكانه إلا عند درجات حرارة منخفضة للغاية، لذا فإن مذنباً غنياً بالنيتروجين لا بد أنه تشكّل في مكان شديد البرودة وبقي بارداً لفترة طويلة جداً.

وبتطبيق هذا المنطق على 3I/ATLAS، خلص الباحثون إلى أن المذنب تجمّع عند درجات حرارة أقل من -240 درجة مئوية (-400 درجة فهرنهايت). لا يوجد شيء بهذا البرودة في المناطق الداخلية الدافئة لنظام كوكبي. والاستنتاج هو أن 3I/ATLAS نشأ بعيداً عن نجمه، في الحافة الجليدية النائية لنظامه الأم — وهي منطقة مماثلة لحزام كايبر في النظام الشمسي أو سحابة أورت الأكثر بعداً. وبعبارة أخرى، المذنب عيّنة من البنية العميقة الباردة لنظام كوكبي لنجم آخر، وصلت إلى عتبة بابنا بالصدفة.

ما يقوله الباحثون

شرحت الدكتورة Léa Ferellec، وهي زميلة بحثية في كلية الهندسة والفيزياء والرياضيات بجامعة Northumbria والمؤلفة الرئيسية للدراسة، أهمية هذا الكشف في بيان صحفي صادر عن Royal Astronomical Society.

وقالت: "يمنحنا هذا الجسم فرصة نادرة لدراسة مواد تشكّلت في مكان مختلف تماماً عن نظامنا الشمسي. إن اكتشاف أنه غني بالنيتروجين بهذا القدر يخبرنا أنه على الأرجح تشكّل في ظروف شديدة البرودة، بعيداً عن نجمه الأم."

كما يسلّط العمل الضوء على نقطة أوسع شددت عليها Ferellec: كل واحد من هذه الأجسام المدروسة يضيف إلى مجموعة متنامية من المعرفة المكتسبة بصعوبة حول كيفية تجمّع الأنظمة الكوكبية خارج نظامنا وما تتكوّن منه.

تصوير مذنب بينجمومي بالألوان

لم يكن التحليل الطيفي الأداة الوحيدة المستخدمة مع 3I/ATLAS. فقد صُوّر المذنب بالألوان بواسطة تلسكوب Gemini North في 26 نوفمبر 2025، وهي صورة أنتجها International Gemini Observatory وNOIRLab وNSF وAURA وB. Bolin. كما رسمت تحليلات داعمة كيفية توزّع مواد المذنب، مع شكل منسوب إلى Lea Ferellec يوضّح الترتيبات المكانية المختلفة للغبار والغاز والأيونات داخل 3I/ATLAS. ومعاً، تكمّل هذه المشاهدات البيانات الطيفية، إذ تُظهر ليس فقط ما يحتويه المذنب بل كيف يطرح تلك المواد في الفضاء.

لماذا يهم هذا للبحوث البينجمومية المستقبلية

مع اكتشاف ثلاثة أجسام بينجمومية فقط حتى الآن، فإن حجم العيّنة المتاح للعلماء صغير جداً، ويجب استغلال كل وافد جديد للحصول على كل ما يمكن أن يقدمه قبل أن يتلاشى عن الأنظار. وتُظهر حملة 3I/ATLAS ما يمكن تحقيقه عندما يقترن تلسكوب كبير بمطياف حديث واسع المجال وتوجيه دقيق: ملف كيميائي مفصّل لجسم وُلد حول نجم آخر، جُمع من عدد قليل من المشاهدات الموقوتة بعناية لغازاته المتسربة.

ومن المرجح أن تشكّل هذه المنهجية طريقة التعامل مع الزائر البينجمومي التالي. فإذا كانت نسبة ثنائي النيتروجين إلى أول أكسيد الكربون قادرة على الإشارة بشكل موثوق إلى درجة حرارة التشكّل، فيمكن عندئذ تصنيف الأجسام المستقبلية بسرعة كمنتجات للنظام الداخلي أو الخارجي، ومقارنة كيميائها بـ 3I/ATLAS وبعضها ببعض. ومع الوقت، قد تكشف تلك المقارنة ما إذا كانت بيئات التشكّل الباردة الغنية بالنيتروجين نموذجية للأنظمة الكوكبية عموماً، أم أن 3I/ATLAS حالة غير عادية.

وفي الوقت الحالي، قدّم المذنب أول دليل واضح على أن جسماً بينجمومياً واحداً على الأقل تجمّع في ظروف أكثر برودة من أي شيء موجود في المنطقة المحيطة بشمسنا — وأن نظامه الأم كان له حدود خارجية من الجليد، تشبه حدودنا إلى حد كبير.

أبرز النتائج في لمحة

• 3I/ATLAS هو ثالث جسم بينجمومي يُكتشف على الإطلاق، وقد مرّ قرب الأرض قبل أن يدور حول الشمس.
• التقط WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) على تلسكوب William Herschel البالغ 4.2 متر غازاً متأيناً بينما خرج المذنب من خلف الشمس.
• حُدّدت خمسة أيونات في الوقت نفسه: ثنائي النيتروجين، وأول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، والماء، والهيدروكربونات.
• تشير نسبة ثنائي النيتروجين إلى أول أكسيد الكربون إلى تشكّل عند أقل من -240 درجة مئوية (-400 درجة فهرنهايت).
• ويشير ذلك إلى أصل في الحافة الجليدية النائية لنظامه النجمي الأم، بما يماثل حزام كايبر أو سحابة أورت.
• قاد البحث الدكتورة Léa Ferellec من جامعة Northumbria ونُشر في Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

يعتمد هذا المقال على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.