من المعروف أن الأرض فريدة من نوعها بين الكواكب الصخرية في نظامنا الشمسي بسبب محيطاتها الشاسعة من المياه السائلة على سطحها.
كيف بالضبط وصلت كل هذه المياه إلى الأرض هو أمر غامض ، على الرغم من أن العلماء استبعدوا مؤخرًا النيازك الذائبة كمصدر.
الآن ، تكشف البيانات من تلسكوب جيمس ويب التابع لناسا لأول مرة أن بخار الماء موجود حول مذنب في الحزام الرئيسي لنظامنا الشمسي – الحلقة الصخرية الواقعة بين مداري المريخ والمشتري.
يحتوي المذنب ، المسمى 238P / Read ، على سحابة بخار الماء تحيط به تُعرف باسم “غيبوبة” ، ناتجة عن ذوبان الجليد عندما يقترب من الشمس في مداره.
إن وجود الماء في مذنب قريب جدًا من الأرض غير مسبوق ويدعم النظرية القائلة بأن الماء قد تم نقله إلى الأرض عن طريق المذنبات في وقت مبكر من تاريخ كوكبنا.
أكد علماء الفلك وجود غاز – وتحديدا بخار الماء – حول مذنب في حزام الكويكبات الرئيسي لأول مرة. يظهر انطباع هذا الفنان عن المذنب ، المسمى Comet 238P / Read ، أنه يتسامى – يتبخر الجليد المائي مع اقتراب مداره من الشمس. هذا التسامي هو ما يميز المذنبات عن الكويكبات ، مكونًا ذيلها المميز وهالة ضبابية ، أو غيبوبة.
يقع 238P / Read في حزام الكويكبات – المنطقة الحلقية الشكل في النظام الشمسي ، الواقعة بين مداري كوكب المشتري والمريخ. هذا أمر غير معتاد ، لأن معظم المدارات في حزام كايبر وحتى سحابة أورت البعيدة
تم تفصيل الاكتشاف في دراسة جديدة بقيادة ناسا وباحثين من جامعة ماريلاند ، نُشرت في مجلة Nature.
تؤكد الدراسة وجود بخار الماء حول مذنب في الحزام الرئيسي لأول مرة.
قالت الكاتبة ستيفاني ميلام من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: “ عالمنا المليء بالمياه ، والمليء بالحياة والفريد من نوعه في الكون على حد علمنا ، هو شيء من الغموض – لسنا متأكدين من كيفية وصول كل هذه المياه إلى هنا. .
سيساعدنا فهم تاريخ توزيع المياه في النظام الشمسي على فهم أنظمة الكواكب الأخرى ، وما إذا كانت في طريقها لاستضافة كوكب شبيه بالأرض.
تتكون المذنبات من الجليد والغبار والمواد الصخرية ، وهي تختلف عن الكويكبات التي تتكون من معادن ومواد صخرية.
عندما يقترب مذنب من الشمس ، يبدأ محتواه من الجليد والغبار في التبخر (المعروف باسم التسامي) مما يمنحه ذيلًا مميزًا وهالة ضبابية أو ضبابية ، تُعرف باسم غيبوبة.
وفي الوقت نفسه ، لا تفعل الكويكبات ذلك بسبب افتقارها للجليد.
درس الباحثون البيانات من جهاز ويب NIRSpec (الطيف القريب من الأشعة تحت الحمراء) ، والذي يمكنه قياس طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة لأكثر من 100 كائن في وقت واحد.
أظهرت النتائج من 238P / Read “ذروة مميزة” في منطقة الطيف المرتبط بالمياه ، مما يشير إلى وجودها حول المذنب.
يُظهر هذا الرسم البياني ملاحظات جديدة لـ 238P / قراءة بواسطة James Webb وملاحظات لمذنب عائلة المشتري ، 103P / Hartley 2 ، بواسطة مهمة Deep Impact التابعة لناسا في عام 2010. كلاهما يظهر ذروة مميزة في منطقة الطيف المرتبط بالمياه. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تأكيد وجود غاز في مذنب الحزام الرئيسي. ومع ذلك ، على عكس 103P / Hartley 2 ، لم يُظهر المذنب 238P / القراءة نتوءًا يشير إلى وجود ثاني أكسيد الكربون
تم التقاط هذه الصورة للمذنب 238P / Read بواسطة أداة NIRCam (كاميرا بالقرب من الأشعة تحت الحمراء) على تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا في 8 سبتمبر 2022. وهي تعرض الهالة الضبابية المسماة بالغيبوبة والذيل الذي يميز المذنبات ، ولكن لا الكويكبات
في حين أن الملاحظات “تُظهر بوضوح” أن مذنب الحزام الرئيسي به غيبوبة من بخار الماء ، إلا أنه لا يحتوي على ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، كما يقول الفريق.
يعد هذا اكتشافًا غير عادي ، نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون عادةً ما يشكل عُشر المواد المتطايرة في مذنب يمكن تبخيرها بسهولة بواسطة حرارة الشمس.
التفسيرات المحتملة لذلك هي احتواء المذنب على ثاني أكسيد الكربون عندما تشكل ولكنه فقد بسبب درجات الحرارة الدافئة ، أو أنه تشكل في جيب دافئ من النظام الشمسي حيث لم يكن هناك ثاني أكسيد الكربون متاحًا.
تنشأ المذنبات بشكل أساسي من منطقتين – حزام كويبر وسحابة أورت ، وكلاهما يمتد إلى أبعد بكثير من الحزام الرئيسي – وراء مدار نبتون.
حزام كايبر هو 30 وحدة فلكية (AU) إلى ما يقرب من 50 وحدة فلكية من الشمس ، في حين أن سحابة أورت هي أبعد من ذلك بكثير – بين 2000 و 100000 وحدة فلكية.
واحد AU – وحدة طول تساوي متوسط المسافة بين الأرض والشمس – هو 93 مليون ميل ، لذلك فهذه مسافات كبيرة للغاية.
في مرحلة ما ، ربما يكون النجم الذي يمر بالقرب من النظام الشمسي قد تسبب في اضطراب حركة المذنبات في سحابة أورت ، وإرسالها إلى النظام الشمسي.
تعتبر المذنبات في حزام الكويكبات الرئيسي تصنيفًا جديدًا إلى حد ما ، حيث تم اكتشاف أول مذنب من الحزام الرئيسي في عام 1996.
قبل ذلك ، كان من المفهوم أن المذنبات تتواجد فقط في حزام كايبر وسحابة أورت ، ولكن حقيقة أن المذنبات تصل إلى أبعد من النظام الشمسي باتجاه الأرض تدعم أي نظريات قائمة على المذنبات حول سبب وجود محيطاتنا.
يرى تلسكوب جيمس ويب الفضائي (المُصوَّر هنا في الفضاء) الكون في ضوء غير مرئي للعين البشرية
لطالما تكهن العلماء بإمكانية الحفاظ على جليد الماء في حزام الكويكبات الأكثر دفئًا ، داخل مدار كوكب المشتري ، لكن الدليل القاطع كان بعيد المنال – حتى ويب.
قال مايكل كيلي من جامعة ماريلاند ، المؤلف الرئيسي للدراسة: “في الماضي ، رأينا أجسامًا في الحزام الرئيسي بكل خصائص المذنبات”.
“ولكن فقط مع هذه البيانات الطيفية الدقيقة من ويب يمكننا أن نقول نعم ، إنه بالتأكيد الجليد المائي هو الذي يخلق هذا التأثير.”
لطالما اقترحت النظريات أن الماء تم توصيله إلى الأرض من خارج النظام الشمسي في وقت لاحق من تاريخه ، ربما عبر المذنبات.
تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الهيدروجين داخل الأرض لعب دورًا في تكوين المحيطات.
هاتان النظريتان لا تستبعد بعضهما البعض ، ومع ذلك ، فإن الجمع بينهما يمكن أن يفسر سبب كون جزء كبير من سطح الأرض – 71 في المائة – عبارة عن ماء.