قمر صغير يرافق الكويكب "دينكي" ويثير حيرة علماء الفلك

كان علماء الفلك على موعد مع مفاجأة عندما حلقت بعثة لوسي التابعة لوكالة ناسا بالقرب من كويكب يدعى دينكينيش في نوفمبر/تشرين الثاني ورصدت ثنائي التلامس - وهما صخرتان فضائيتان صغيرتان تتلامسان مع بعضهما البعض - تدوران حول الكويكب مثل القمر.

وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف ثنائي تلامسي يدور حول كويكب.

والآن، أتيحت الفرصة للباحثين لدراسة ملاحظات لوسي، وتكشف النتائج، التي نُشرت يوم الأربعاء في مجلة Nature، أن "دينكي" وثنائي التلامس الخاص به، الذي أصبح اسمه الآن "سلام"، أكثر تعقيداً مما كان متوقعاً.

يمكن أن تغير تعقيدات كلتا الصخرتين الفضائيتين الطريقة التي يفهم بها علماء الفلك كيفية تشكل الكويكبات، وحتى الكواكب مثل الأرض، خلال الأيام الأولى لنظامنا الشمسي.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة هال ليفيسون، الباحث الرئيسي في معهد ساوث ويست للأبحاث في بولدر بولاية كولورادو، في بيان: "نريد أن نفهم نقاط قوة الأجسام الصغيرة في نظامنا الشمسي لأن ذلك أمر بالغ الأهمية لفهم كيفية وصول كواكب مثل الأرض إلى هنا".

"في الأساس، تشكلت الكواكب عندما اصطدمت مليارات الأجسام الصغيرة التي تدور حول الشمس، مثل الكويكبات، ببعضها البعض. إن كيفية تصرف الأجسام عندما تصطدم ببعضها البعض، سواء كانت تتفكك أو تلتصق ببعضها البعض، لها علاقة كبيرة بقوتها وبنيتها الداخلية."

يقع دنكنش في حزام الكويكبات الرئيسي، الموجود بين المريخ والمشتري.

وبالإضافة إلى اكتشاف سلام، أظهرت ملاحظات لوسي وجود حافة وحوض على دينكينيش. في مرحلة ما من تاريخ دنكينيش، تحول ربع الكويكب فجأة وانفصل.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة كيث نول، عالم مشروع لوسي في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند، في بيان: "يشير الحوض الصغير إلى حدوث فشل مفاجئ، أي إلى زلزال مع تراكم تدريجي للضغط ثم تحرر مفاجئ، بدلاً من عملية بطيئة مثل تشكل الكثبان الرملية."

يساعد الحوض الصغير، واستجابة دنكنش الشبيهة بالزلزال، العلماء على فهم أفضل للبنية الداخلية للكويكب.

تاريخ دينكينيش الصخري

دنكينيش ليس كرة مثالية، لذا يتلقى الكويكب كمية غير متساوية من ضوء الشمس على جوانب مختلفة.

وقالت المؤلفة المشاركة في الدراسة جيسيكا سنشاين، أستاذة علم الفلك والجيولوجيا في جامعة ميريلاند، كوليدج بارك: "يضغط الإشعاع الشمسي عليه، ومع مرور الوقت، يبدأ الكويكب في الدوران، وعندما يصبح سريعًا بما فيه الكفاية، تتساقط المواد منه".

من المرجح أن التسخين والدوران الأسرع لـ"دينكينيش" حدث على مدى ملايين السنين، وتسببت قوى الطرد المركزي على الصخرة الفضائية في تحول جزء من الكويكب إلى شكل ممدود وتساقط الحطام. بعد ذلك، دخل الحطام في مدار قريب حول دينكينيش، مع سقوط بعض المواد على الكويكب لتشكل حافة من الحافة، في حين أن المواد المتبقية شكلت على الأرجح مادة سلام.

لو كان دينكينيش مصنوعًا من مادة أضعف وأكثر رملية، لكانت جزيئات الكويكب قد تحولت نحو خط استواء الصخرة الفضائية وانطلقت في الفضاء أثناء دورانها بسرعة أكبر. لكن صور لوسي تُظهر أن جسم دينكينيش الصخري ظل متماسكاً لفترة أطول وبقوة أكبر، وفي النهاية تفتت إلى قطع كبيرة.

قال ليفيسون: "تخبرنا هذه الملامح أن دينكينيش لديه بعض القوة، وتسمح لنا بإجراء إعادة بناء تاريخية صغيرة لنرى كيف تطور هذا الكويكب". "لقد انكسر، وتحركت الأشياء بعيدًا وشكلت قرصًا من المواد خلال هذا الانهيار، وبعضها عاد إلى السطح ليصنع الحافة."

لكن سلام والعملية الدقيقة وراء كيفية تشكله لا تزال تحير علماء الفلك. لا توجد نظريات حالية تفسر كيف تطايرت قطعتان متساويتان في الحجم تقريباً من دنكنش ثم التقتا معاً في النهاية كثنائي تلامسي، كما قال سنشاين. لكن اكتشاف كيفية تشكل سيلام هو "جزء من المتعة"، كما قالت.

كانت سنشاين أيضًا جزءًا من فريق البحث في اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج التابع لناسا. وتعرف أيضاً باسم DART، وهي مهمة سبتمبر 2022، وهي مهمة أرسلت عن قصد مركبة فضائية تندفع نحو قمر صغير، اسمه ديمورفوس، يدور حول كويكب أكبر قريب من الأرض اسمه ديديموس لتغيير حركة جرم سماوي في الفضاء.

وقالت: "أنا شخصياً متحمسة جداً لمقارنة نظام ديديموس الثنائي مع (دينكينيش)، خاصة وأنهما يتشاركان على ما يبدو في العديد من أوجه التشابه مثل الحجم والشكل العام وربما التركيب على الرغم من وجودهما في أجزاء مختلفة تماماً من النظام الشمسي". "لديهما سمات مختلفة جداً، ولكننا نعتقد أنهما ربما خضعا لعمليات مشابهة ليصبحا ما نعرفه عنهما اليوم."

رصدت بعثة غاليليو التابعة لوكالة ناسا أول كويكب معروف أن له قمر صناعي، حيث التقطت صورة للكويكب 243 إيدا وقمره في 28 أغسطس 1993.

ومنذ ذلك الحين، اكتشف العلماء المزيد من الكويكبات التي لها أقمار، ويشار إليها بالثنائيات.

وقال سنشاين: "ما يقرب من 15% من مجموعة الكويكبات القريبة من الأرض لديها الآن ثنائيات".

الكشف عن أسرار الكويكبات

كان تحليق لوسي فوق دنكنش جزءًا من اختبار لمعدات المركبة الفضائية قبل معالجة الهدف الأساسي للمهمة: مسح أسراب كويكبات طروادة حول المشتري. لم تتم إضافة التحليق فوق دنكينيش، التي تعني "الرائع" باللغة الأمهرية الإثيوبية، إلى مسار رحلة لوسي حتى يناير 2023.

سيكون اللقاء القريب التالي للوسي، المقرر حدوثه في عام 2025، مع كويكب آخر من كويكبات الحزام الرئيسي يُدعى دونالدجوهانسون. وبعد ذلك، ستنطلق المركبة الفضائية لرؤية أحصنة طروادة.

تدور كويكبات طروادة، التي تستعير اسمها من الأساطير الإغريقية، حول الشمس في سربين - أحدهما يسبق كوكب المشتري، أكبر كواكب نظامنا الشمسي، والثاني يتأخر عنه. بعيداً جداً بحيث لا يمكن رؤيتهما بالتفصيل باستخدام التلسكوبات، ستحصل الكويكبات على صورتها عن قرب عندما تصل لوسي إلى طروادة في عام 2027.

تستعير المهمة اسمها من أحفورة لوسي، وهي بقايا سلف بشري قديم اكتُشف في إثيوبيا عام 1974. وقد ساعد الهيكل العظمي الباحثين في تجميع جوانب التطور البشري، ويأمل أعضاء فريق ناسا لوسي أن تحقق مهمتهم إنجازاً مماثلاً فيما يتعلق بتاريخ نظامنا الشمسي.

سُميت "سلام" على اسم حفرية لطفلة صغيرة عمرها 3.3 مليون سنة، وتعتبر النظير الطفولي لحفرية لوسي. وتعني "سلام" باللغة الأمهرية الإثيوبية "سلام".

الكويكبات هي بمثابة أحافير في حد ذاتها، تمثل المواد المتبقية العالقة بعد تكوين الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي، بما في ذلك المشتري وزحل وأورانوس ونبتون.

قال سنشاين: "هدفنا النهائي هو فهم تكوين الأجرام السماوية". "كيف تتشكل الكواكب؟ كيف تشكلت الأرض؟ نحن نعلم أن الكواكب الكبيرة تتشكل من أجسام أصغر، لذا فإن دراسة هذه الكويكبات الصغيرة تتيح لنا رؤية كيف تتصرف المواد وتتفاعل على نطاق أصغر. مع دينكي والكويكبات الأخرى التي نحلق بها، نحن نضع الأساس لفهم كيفية تشكل الكواكب."